2026年海南省海口市高考生物仿真试卷
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1.(3分)海南文昌鸡多在椰林下散养,采食椰子、昆虫等食物,独特的生长环境使其肉质鲜嫩。下列相关叙述正确的是( )
A.文昌鸡细胞中脂肪和蛋白质共有的元素是C、H、O、N
B.鉴定椰子油中的脂肪时,需用适量的清水洗去浮色
C.椰子肉中的膳食纤维有助于维护人体消化系统健康
D.文昌鸡细胞中含量最高的化合物是蛋白质
2.(3分)海南在推进“无废岛”建设过程中,大力推广“养殖—废弃物—种植”生态农业模式,既减少环境污染,又提高农产品产量与经济效益。该模式主要遵循的生态工程原理是( )
A.循环原理和整体原理B.自生原理和整体原理
C.协调原理和自生原理D.循环原理和协调原理
3.(3分)海南长臂猿在感知天敌信号并快速躲避的过程中,神经系统发挥重要作用。下列相关叙述正确的是( )
A.感知天敌信号的感受器仅分布在视网膜上
B.在躲避过程中,交感神经兴奋,肠胃蠕动增强
C.神经递质的释放消耗ATP,还需要载体蛋白协助
D.躲避行为需要依赖神经系统的分级调节
4.(3分)草地蘑菇圈是大量蘑菇呈圈带状分布的一种生态现象。通过对圈上、圈内和圈外的植物和土壤进行调查分析,可揭示蘑菇圈形成对草地群落和土壤的影响。下列叙述正确的是( )
A.调查土壤小动物的最佳方法是标记重捕法
B.圈内牧草长势更好,是因为蘑菇可为其提供有机物
C.蘑菇通过分解土壤有机物,促进生态系统物质循环
D.这块草地上的蘑菇、植物、土壤小动物构成了草地群落
5.(3分)胰岛素调节血糖平衡的信号传导通路如图所示。当机体对胰岛素的敏感性下降,出现胰岛素抵抗时,会导致血糖调节紊乱。研究发现,久坐的人群肌肉Glut4表达量下降40%。下列有关说法不正确的是( )
A.胰岛素是内环境中的信息分子,其受体主要分布在细胞膜上
B.久坐的人容易肥胖,可能与葡萄糖转运蛋白含量较多有关
C.肥胖者易出现胰岛素抵抗现象,推测其机体内信号转导障碍,抑制合成脂肪的途径
D.胰岛素受体基因发生突变,可能使受体结构异常,使信号无法正常传导,血糖升高
6.(3分)分子伴侣介导的自噬(CMA)是依赖溶酶体膜蛋白LAMP2A的一种细胞自噬方式。研究表明,热量限制可抑制LAMP2A在老年个体中的降解,从而延缓细胞衰老。下列说法不正确的是( )
A.热量限制通过抑制LAMP2A的降解减弱CMA过程
B.细胞自噬可清除入侵的病原体,对机体起保护作用
C.衰老细胞的细胞核体积增大,新陈代谢减慢
D.剧烈的细胞自噬往往会引起细胞凋亡
7.(3分)miRNA是一类短小的非编码RNA,通过与靶mRNA互补配对从而在转录后水平上对基因表达进行调控,具体机理如图所示。下列分析不正确的是( )
A.miRNA与靶mRNA配对情况不同,对靶基因表达的调控方式不同
B.miRNA的高表达可以提高靶基因的表达水平
C.Ag蛋白在特定条件下能够水解磷酸二酯键
D.一种miRNA可能同时调控多种靶mRNA
8.(3分)有关人员研究外源激素对芒果果实发育的影响。下列叙述不正确的是( )
A.生长素主要促进细胞质分裂,细胞分裂素主要促进细胞核分裂
B.用一定浓度的乙烯利处理采摘后未成熟的芒果,可促其成熟
C.适当的使用细胞分裂素,可以维持叶片绿色,延长叶片寿命
D.芒果发育往往取决于不同激素的相对含量,而不是某种激素的绝对含量
9.(3分)荔枝果实成熟过程中存在“退糖”现象,即果皮转红时,果肉糖分已下降,从而影响其品质。研究表明,在叶片上喷施钙镁混合肥能有效缓解果肉糖分下降,相关实验结果如图所示。下列说法不正确的是( )
A.荔枝细胞中的丙酮酸被彻底氧化分解发生在线粒体中
B.喷施钙镁混合肥通过抑制呼吸作用缓解荔枝的退糖现象
C.生产上可通过喷施ABA抑制剂来提高荔枝品质
D.荔枝退糖现象受到环境因素、植物激素的共同调节
10.(3分)我国利用合成生物学改造酵母菌,通过发酵工程高效生产青蒿素等药物,助力健康中国建设。下列叙述不正确的是( )
A.培养基灭菌常用干热灭菌法
B.可采用血细胞计数板对酵母菌进行计数
C.可采用平板划线法获得酵母菌的纯培养物
D.发酵产品包括微生物细胞本身和代谢产物
11.(3分)淹水胁迫是植物生长期较为常见的逆境胁迫之一,下表是不同淹水时间对菠萝蜜细胞代谢的影响情况。下列说法不正确的是( )
A.据表中数据分析,短期淹水处理条件下,菠萝蜜仍可正常生长
B.淹水24h时,气孔导度下降是菠萝蜜净光合速率降低的主要限制因素
C.淹水48h时,菠萝蜜胞间CO2浓度的增加与NADPH含量增加有关
D.可用无水乙醇提取叶绿素,测定红光的吸光度来估算叶绿素的含量
12.(3分)利用犬肾细胞MDCK扩增流感病毒,生产流感疫苗,具有标准化、产量高等优点。研究人员通过筛选,成功获得一种无成瘤性的(多代培养不会癌变)、可悬浮培养的MDCK细胞。下列叙述不正确的是( )
A.一般的MDCK细胞培养会出现贴壁生长和接触抑制的现象
B.利用合成培养基培养MDCK细胞需添加血清等物质
C.采用无成瘤性细胞生产疫苗,是为了避免疫苗中有致瘤DNA的污染
D.可将MDCK细胞置于生理盐水中,使其吸水涨破从而释放出流感病毒
13.(3分)用于啤酒生产的酿酒酵母(2n)是真核生物,在营养充足、环境适宜的条件下,酵母菌主要进行无性生殖,环境条件恶劣等情况时进行有性生殖,其生活史如图。下列叙述不正确的是( )
A.细胞核融合过程不会发生基因的自由组合
B.芽殖的过程既存在有丝分裂,也存在减数分裂
C.酵母菌的世代周期中可以观察到含4n个染色体的细胞
D.有性生殖提升了酵母菌的多样性,利于在多变环境中长期生存
14.(3分)某昆虫种群足够大,个体间能自由交配并产生后代,无迁入和迁出,且位于常染色体上控制其体色的基因D(深色)和d(浅色)都不产生突变。调查该昆虫集中生活的两个区域,相关统计结果如图。下列叙述不正确的是( )
A.深色昆虫与浅色昆虫在不同区域的分布现状是长期自然选择的结果
B.浅色岩区不同翅色的昆虫个体短期内生存和繁殖的机会可能是均等的
C.两个区域的昆虫基因频率差距较大不能说明两者已经存在地理隔离
D.深色岩区的基因型频率不符合遗传平衡,不能确定杂合体的比例
15.(3分)某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形,控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上,含有基因b的花粉不育。宽叶雌株与宽叶雄株杂交,获得F1中有宽叶也有窄叶,F1个体自由授粉得到F2,下列叙述正确的是( )
A.b基因会导致该植株种群中雌株的比例增加
B.宽叶对窄叶为显性,F1中宽叶植株的雌雄株比例为1:2
C.F2中宽叶植株和窄叶植株的比例为13:3
D.F2宽叶植株中有10%的个体携带b基因
二、非选择题(本题共5道题,共55分)
16.(11分)盐碱胁迫会导致Na+在玉米细胞中过量积累,引发离子毒害,使植株生长发育迟缓甚至死亡。研究发现,玉米基因Z能通过钙信号通路调控耐盐碱性,相关实验如图所示。回答下列问题。
(1)离子毒害往往导致细胞膜表面的糖被受到破坏,引起细胞膜损伤,进而影响细胞膜的 功能。
(2)细胞膜上质子泵在转运H+时发生的变化是 。据图2分析,SOS1运输Na+的方向是 浓度梯度。
(3)研究人员构建了基因Z敲除植株和过表达植株,在盐碱胁迫条件下测叶片Na+含量,结果如图1。由此推测,基因Z对玉米耐盐碱性有 作用(填“促进”或“抑制”)。
(4)结合图2及上述结论分析,在盐碱胁迫下,玉米根细胞降低胞内Na+浓度的过程是 。
(5)SNP是DNA分子中由单个核苷酸差异形成的特征序列,基因往往都有与其紧密关联的特定SNP。研究人员发现了一株玉米抗盐碱自然突变株,为快速筛选其杂交后代中的抗盐碱个体,采用了与基因Z紧密相连的SNP标记进行辅助选择。与传统育种筛选抗盐碱植株的方法相比,利用SNP标记进行筛选的优势是 (答出两点即可)。
17.(11分)系统性红斑狼疮(SLE)是一种自身免疫病,其重要的病因是患者体内有免疫平衡作用的调节性T细胞(Treg)功能障碍,抗体攻击自身组织,部分免疫应答反应如图。请回答问题。
(1)机体通过免疫调节机制,清除体内损伤、衰老的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态,体现的免疫功能是 。
(2)由下图可知,调节性T细胞通过 和 的相关作用以直接或间接途径发挥调节作用。
(3)图中乙细胞是 ,①途径的具体调节过程是 。
(4)注射药物A可提升机体IL﹣2水平,进而提高Treg数量,有望用于治疗系统性红斑狼疮(SLE)。现有正常小鼠和SLE模型小鼠若干只,适量IL﹣2和IL﹣2拮抗剂等实验材料,请选用合适的材料,使用流式细胞仪(可检测细胞的数量)设计实验验证上述药物A的作用 。
18.(11分)BWS是一种基因组印记疾病,以胚胎过度生长为特征,主要由IGF﹣2(促生长)等基因及其印记控制区IC1等异常引起。针对IC1(其他基因都正常),科学家利用小鼠进行一系列研究。回答下列问题。
(1)实验室以两只BWS的雌雄小鼠为亲本,进行杂交,若F1患病个体与正常个体的表型比为 ,可以推测该病最可能为单基因显性遗传病。
(2)实验出现F1患病与正常个体表型比为1:1的结果,不符合以上预期。结合其他实验数据,考虑该结果可能与控制区IC1的异常有关,这种遗传现象属于表观遗传,表观遗传是指生物体基因的 保持不变,但基因表达和 发生可遗传变化的现象。
(3)经进一步研究,发现在原始生殖细胞中,IC1甲基化都会被清除,然后父本产生精子时的IC1被甲基化,而母本产生卵细胞都不进行甲基化。导致子代的两个IGF﹣2只表达一个,保证了胚胎适度生长。其机制如图所示:
①染色体的IC1和CTCF蛋白结合, (填“阻碍”或“促进”)BWS发生。
②利用基因工程敲除正常小鼠 (选“精子”或“卵细胞”)的IC1区域,再与其相应的正常配子结合,形成的受精卵发育的胚胎普遍出现BWS。这些小鼠患病的原因是 。
(4)经检测发现上述两只亲本BWS雌雄小鼠的两条染色体上的IC1都是一个正常,另一个因碱基的改变而无法结合CTCF,综合以上内容,请解释实验F1患病与正常个体的表型比为1:1的原因 。
19.(11分)红树林是海岸带重要的湿地生态系统,为改善海岸带生态环境,提升生态价值及保障生态安全,研究人员进行了相关研究,以推进海岸带生态修复工作。回答下列问题。
(1)海南白蝶贝属于珍稀濒危生物。白蝶贝难以形成成体,从种群数量特征的角度分析,其种群的 受到破坏,不利于种群的繁衍;在白蝶贝保护区加强管护进行自然封育的同时,在适宜分布区采用人工底播增殖手段加速恢复白蝶贝资源,该措施属于生物多样性保护中的 保护。
(2)从生态系统的组成成分上来看,红树植物作为 ,是生态系统中的基石。外来入侵乔木植物拉关木会导致榄李等本土红树物种环境容纳量的变化是 ,出现这种变化的主要原因是 。
(3)为修复砂质海岸侵蚀,在沿岸防护林退化严重的地段,构建多树种混交的海防林。请从生态系统稳定性角度分析该举措的依据 。
(4)围塘养殖导致红树林生态区破碎化,养殖污水排放污染海岸带水环境。针对以上现象,从改善生境的角度,提出红树林修复方案: 。
20.(11分)广藿香是海南出产的“南药”之一,其叶片中富含的广藿香油对多种细菌具有抑制作用。然而,长期的无性繁殖导致广藿香出现种质退化、药材质量不稳定等问题。研究人员建立了一种基于CRISPR/Cas9的高效基因编辑系统,通过靶向敲除基因P(该基因功能受损会出现白化表型),验证该系统的有效性,从而为广藿香种质的遗传改良奠定基础。
(1)CRISPR/Cas9重组Ti质粒作为基因工程的表达载体,除了图1所示的组成元件外,还需具备 、 。
(2)利用 (方法)将基因表达载体转入广藿香愈伤组织中的细胞。为了筛选出转化成功的细胞,需要在植物组织培养基添加 。
(3)PAM序列位于sgRNA目标序列互补链的3’端,是Cas9的识别位点,如图2,请设计用于敲除P基因的sgRNA前6个碱基序列5’— —3’。
(4)以广藿香成熟叶片为外植体进行组织培养时,农杆菌转化效率极低,且易出现愈伤组织质地异常等现象,推测可能的原因是 。写出两种检测与鉴定基因P是否成功敲除的方法 。
(5)广藿香醇是广藿香油的主要活性成分和质控指标,其合成路径受相关基因调控:
请利用题干中已建立的CRISPR/Cas9基因编辑系统,结合该调控通路,写出提高广藿香油产量的实验思路 。
2026年海南省海口市高考生物仿真试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.【分析】脂肪鉴定用苏丹Ⅲ染液,苏丹Ⅲ能将脂肪染成橘黄色,观察花生子叶临时装片实验中,体积分数50%的酒精作用是洗去浮色,观察染色结果,需要用高倍显微镜。
【解答】解:A、脂肪的组成元素只有C、H、O,蛋白质的主要组成元素是C、H、O、N,二者共有的元素是C、H、O,A错误;
B、鉴定脂肪时,用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液染色后,需用体积分数为50%的酒精洗去浮色,清水无法溶解脂溶性的染色剂,不能洗去浮色,B错误;
C、膳食纤维属于多糖,人体没有分解膳食纤维的酶,但它可以促进胃肠蠕动,有助于维护人体消化系统健康,C正确;
D、活细胞中含量最高的化合物是水,蛋白质是含量最高的有机物,D错误。
故选:C。
2.【分析】生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
【解答】解:“养殖—废弃物—种植”模式将废弃物循环利用,体现循环原理;兼顾生态、产量与经济效益,体现整体原理,A正确,BCD错误。
故选:A。
3.【分析】神经递质通过胞吐方式释放,该过程消耗ATP。
【解答】解:A、感知天敌信号的感受器不仅有分布在视网膜上的视觉感受器,听觉感受器、触觉感受器等也可感知天敌的声音、动静等信号,A错误;
B、躲避过程中交感神经兴奋,机体处于应激状态,心跳加快、呼吸加深,肠胃蠕动减弱,以优先保证运动系统的能量供应,B错误;
C、神经递质的释放方式为胞吐,该过程消耗ATP,但依赖细胞膜的流动性完成,不需要载体蛋白协助,C错误;
D、躲避行为的低级调节中枢是脊髓,高级调节中枢是大脑皮层,低级中枢受相应高级中枢的调控,该过程依赖神经系统的分级调节,D正确。
故选:D。
4.【分析】1、一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法;活动能力大的动物常用标志重捕法。
2、土壤小动物活动能力强,不适宜采用样方法,土壤小动物身体微小,不适宜采用标记重捕法,一般用取样器取样法。
【解答】解:A、土壤小动物身体微小、不易标记,调查其类群丰富度的常用方法是取样器取样法,A错误;
B、蘑菇作为分解者分解有机物产生的无机盐、二氧化碳等无机物可供给牧草利用,不能为牧草提供有机物,B错误;
C、蘑菇属于分解者,可将土壤中的有机物分解为无机物回归无机环境,能够促进生态系统的物质循环,C正确;
D、群落是指同一时间聚集在一定区域中的所有生物种群的集合,该草地上除蘑菇、植物、土壤小动物外,还包含其他动物、微生物等全部生物,才能构成草地群落,D错误。
故选:C。
5.【分析】胰岛素作为信号分子,与细胞膜上的受体结合,通过信号转导通路,促进葡萄糖转运蛋白(Glut4)向细胞膜转移,同时促进葡萄糖合成糖原、脂肪,从而降低血糖。
【解答】解:A、胰岛素是分泌到内环境中的蛋白质类激素,属于信息分子;胰岛素是大分子,无法穿过细胞膜,因此其受体主要分布在靶细胞膜上,A正确;
B、题干明确说明“久坐的人群肌肉Glut4表达量下降40%”,即久坐者肌肉中葡萄糖转运蛋白含量更低;葡萄糖转运蛋白减少会使葡萄糖进入肌肉细胞氧化分解减少,多余葡萄糖更多转化为脂肪储存,导致肥胖,因此久坐者肥胖与葡萄糖转运蛋白含量少有关,B错误;
C、胰岛素抵抗是机体对胰岛素敏感性下降,存在信号转导障碍;正常胰岛素信号通路会促进脂肪合成,信号转导障碍后,胰岛素的促进作用无法发挥,相当于合成脂肪的途径被抑制,C正确;
D、胰岛素受体基因发生突变,会导致受体结构异常,无法与胰岛素正常结合,信号无法正常传导,葡萄糖转运蛋白无法转移到细胞膜上,葡萄糖摄取减少,血糖升高,D正确。
故选:B。
6.【分析】细胞自噬是真核细胞通过溶酶体等降解自身受损、衰老的细胞器以及多余的生物大分子等物质的过程,降解产生的物质能被细胞再利用,从而维持细胞内部环境的稳定;细胞自噬对细胞应对饥饿等不良环境、清除有害物质具有重要作用,一定条件下过度自噬也可能导致细胞凋亡。
【解答】解;A、由题干可知,CMA是依赖溶酶体膜蛋白LAMP2A的自噬方式,热量限制抑制LAMP2A的降解会使细胞内LAMP2A含量升高,进而增强CMA过程,A错误;
B、细胞自噬可借助溶酶体中的水解酶清除入侵细胞的病原体,减少病原体对机体的损伤,对机体起保护作用,B正确;
C、衰老细胞的特征为细胞核体积增大、酶活性降低、新陈代谢速率减慢,C正确;
D、剧烈或过度的细胞自噬会导致细胞结构过度破坏,常引发细胞凋亡,D正确。
故选:A。
7.【分析】图中miRNA与Ag蛋白结合,形成RISC。miRNA与靶基因mRNA不完全互补时,两者结合抑制核糖体在mRNA的移动,从而抑制翻译;miRNA与靶基因mRNA完全互补时,诱导切割mRNA,从而阻止翻译过程。
【解答】解:A、miRNA与靶mRNA完全互补时,会切割降解靶mRNA;不完全互补时,会抑制靶mRNA上核糖体的移动,配对情况不同,调控方式不同,A正确;
B、无论哪种配对方式,miRNA都会抑制靶基因的翻译过程,miRNA高表达会降低靶基因的表达水平,B错误;
C、完全互补时,Ag蛋白所在的RISC会切割靶mRNA,切割过程需要水解磷酸二酯键,C正确;
D、miRNA与靶基因mRNA完全互补或者不完全互补都能调控其翻译过程,因此一种miRNA可能调控多种靶mRNA,D正确。
故选:B。
8.【分析】细胞分裂素主要促进细胞核分裂,生长素主要促进细胞质分裂,二者协同促进细胞分裂。
【解答】解:A、生长素主要促进细胞核分裂,细胞分裂素主要促进细胞质分裂,A错误;
B、乙烯利是乙烯类植物生长调节剂,乙烯的生理作用是促进果实成熟,因此用一定浓度的乙烯利处理采摘后未成熟的芒果可促其成熟,B正确;
C、细胞分裂素具有促进细胞分裂、延缓叶片衰老的作用,适当使用可维持叶片叶绿素含量,保持叶片绿色,延长叶片寿命,C正确;
D、植物的生长发育受多种激素共同调节,不同激素的相对含量变化,决定了植物生长发育的进程,而非单一激素的绝对含量,D正确。
故选:A。
9.【分析】根据实验结果分析,相比于对照组,实验组喷施钙镁混合肥后70天ABA含量显著提高,63﹣70天呼吸速率有所下降。
【解答】解:A、荔枝是真核生物,有氧呼吸过程中,丙酮酸的彻底氧化分解发生在线粒体(第二阶段在线粒体基质,第三阶段在线粒体内膜),A正确;
B、由右图实验结果可知,相比于对照组,钙镁混合肥处理后荔枝呼吸速率有所下降,呼吸作用会消耗糖分,抑制呼吸可减少糖分消耗,从而缓解退糖现象,B正确;
C、左图实验结果显示,钙镁处理组ABA含量更高,结合喷施钙镁混合肥能有效缓解果肉糖分下降,说明较高含量的ABA可以减少退糖;若使用ABA抑制剂,会降低ABA含量,退糖加剧,品质下降,C错误;
D、该过程受钙镁(环境因素)、ABA(植物激素)共同调节,D正确。
故选:C。
10.【分析】实验室常用的灭菌方法:
(1)灼烧灭菌:将微生物的接种工具,如接种环、接种针或其他金属工具,直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,可以迅速彻底地灭菌,此外,在接种过程中,试管口或瓶口等容易被污染的部位,也可以通过火焰燃烧来灭菌。
(2)干热灭菌:能耐高温的,需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等,可以采用这种方法灭菌。
(3)高压蒸汽灭菌:将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内,为达到良好的灭菌效果,一般在压力为100kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30min。
【解答】解:A、培养基含有大量水分,常用高压蒸汽灭菌法灭菌,干热灭菌法适用于耐高温、需保持干燥的物品(如玻璃器皿、金属用具),不适用于培养基灭菌,A错误;
B、酵母菌为单细胞生物,可采用血细胞计数板通过显微镜直接计数法对酵母菌进行计数,B正确;
C、平板划线法是常用的微生物纯化方法,通过连续划线可将聚集的酵母菌逐步分散,最终获得单菌落,即酵母菌的纯培养物,C正确;
D、发酵工程的产品包括微生物菌体本身以及其代谢产物,D正确。
故选:A。
11.【分析】影响光合作用的环境因素:
1、温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强,当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强,当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
【解答】解:A、据表中数据分析,短期淹水(24h)时菠萝蜜净光合速率为5μml•m﹣2.s﹣1,仍大于0,可积累有机物维持正常生长,A正确;
B、淹水24h时,叶绿素含量由1.15降到1.12,仅小幅下降,而气孔导度从0.09降到0.025,下降幅度比较大,同时胞间CO2浓度显著降低,说明气孔关闭导致CO2供应不足是净光合速率降低的主要限制因素,B正确;
C、淹水48h时叶绿素含量明显下降,光反应速率降低,产生的NADPH含量减少,暗反应中C3还原速率减慢,CO2消耗减少,因此胞间CO2浓度升高,与NADPH含量增加无关,C错误;
D、叶绿素不溶于水,可溶于有机溶剂无水乙醇,且叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,因此可用无水乙醇提取叶绿素后测定红光吸光度估算叶绿素含量,D正确。
故选:C。
12.【分析】1、动物细胞培养条件:
(1)无菌无毒环境:对培养液和所有培养用具进行无菌处理;在细胞培养液中添加一定量的抗生素,定期更换培养液,防止细胞代谢产物积累对自身造成危害。
(2)营养:所需营养物质与体内基本相同,例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清等天然成分。
(3)温度和pH值:哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜,多数细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。
(4)气体环境:通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。O2是细胞代谢所必需的 CO2主要作用是维持培养液的pH。
2、①细胞贴壁:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上。
②细胞的接触抑制:细胞表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖.(癌细胞无接触抑制)。
③原代培养:分瓶之前的细胞培养,即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。
【解答】解:A、一般的MDCK细胞需附着于培养表面(如培养瓶或培养皿底部)才能正常生长和增殖,也会出现接触抑制的现象,A正确;
B、目前人类尚未完全明确动物细胞所需的全部营养物质,因此利用合成培养基培养MDCK细胞时,需添加血清等天然成分补充未知营养,B正确;
C、成瘤性细胞携带致瘤DNA,若生产疫苗时混入疫苗会对接种者造成健康威胁,采用无成瘤性细胞可避免疫苗被致瘤DNA污染,C正确;
D、生理盐水和动物细胞的渗透压相等,MDCK细胞在生理盐水中能维持正常形态,不会吸水涨破,需将细胞置于低渗溶液(如蒸馏水)中才能使其吸水涨破释放流感病毒,D错误。
故选:D。
13.【分析】有丝分裂前染色体复制一次,有丝分裂过程细胞分裂一次,子细胞染色体数目维持不变;减数分裂前染色体复制一次,减数分裂过程中细胞连续分裂两次,子细胞染色体数目减半。
【解答】解:A、基因的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期,细胞核融合是两个单倍体细胞核融合为二倍体细胞核的过程,不进行减数分裂,因此不会发生基因的自由组合,A正确;
B、芽殖前后细胞染色体数目维持不变,只进行有丝分裂,不发生减数分裂,B错误;
C、细胞核融合后的酵母菌(2n)进行有丝分裂时,后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,会出现染色体数为4n的细胞,C正确;
D、有性生殖过程会发生基因重组,增加了酵母菌的遗传多样性,使其更适应多变的环境,利于长期生存,D正确。
故选:B。
14.【分析】基因频率:指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率。
【解答】解:A、不同区域的环境对昆虫体色进行了选择,适应环境的体色被保留,因此这种分布现状是长期自然选择的结果,A正确;
B、自然选择是长期的定向选择过程,短期内不同翅色的昆虫个体,生存和繁殖的机会可以是均等的,B正确;
C、基因频率差异大不等于存在地理隔离,隔离需阻断基因交流,C正确;
D、深色岩区中,D基因频率为0.7,可推知d基因频率为0.3。若符合遗传平衡,dd频率应为0.32=0.09,但深色表现型频率为0.95,说明不符合遗传平衡;设DD频率为x,Dd频率为y,根据条件列方程:x+y=0.95,x+y2=0.7,可解得y=0.5,即杂合体比例为0.5,D错误。
故选:D。
15.【分析】宽叶雌株与宽叶雄株杂交,获得F1中有宽叶也有窄叶,说明宽叶为显性性状,且亲本雌株为杂合子。
【解答】解:A、含b的花粉不育导致雄配子中Xb消失,雄配子中含Y染色体的比例升高,理论上雄株比例增加,雌株比例降低,A错误;
B、亲本均为宽叶,F1出现窄叶,说明宽叶对窄叶为显性;亲本基因型为♀XBXb、♂XBY,F1基因型为XBXB:XBXb:XBY:XbY=1:1:1:1,宽叶植株雌雄比例为2:1,B错误;
C、F1雌株产生雌配子XB:Xb=3:1,F1雄株产生可育雄配子XB:Y=1:2,自由交配后F2中仅XbY为窄叶,占比为14×23=16,宽叶占比为1−16=56,故宽叶:窄叶=5:1,C错误;
D.F2中宽叶植株共占56,其中携带b基因的个体仅为XBXb占14×13=112,宽叶植株携带b基因的比例为112÷56=110,D正确。
故选:D。
二、非选择题(本题共5道题,共55分)
16.【分析】1、细胞膜的功能:(1)将细胞与外界环境分开;(2)控制物质进出细胞;(3)进行细胞间的物质交流。细胞膜的功能特点:具有选择透过性(可以让水分子自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过)。
2、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较
【解答】解:(1)细胞膜表面的糖蛋白具有识别、进行细胞间信息交流的功能,当糖被破坏,细胞膜的信息交流(识别)功能会受到影响。
(2)①从图2可以看到质子泵转运H⁺时消耗ATP,ATP水解为ADP和Pi,质子泵会利用这个能量完成H+的转运,这个过程中质子泵自身会发生磷酸化,空间结构改变来实现物质运输。 ②SOS1运输Na+时,依赖质子泵建立的H⁺浓度梯度,利用H+顺浓度梯度运输的势能来实现Na+的运输,所以Na+是逆浓度梯度运输的。
(3)野生型Na+含量中等,过表达植株(基因Z多)Na+含量高,说明基因Z表达多了,细胞里Na+更多,更容易受到毒害,耐盐碱能力差;基因敲除植株(没有基因Z)Na+含量低,耐盐碱能力强。所以基因Z对玉米耐盐碱性是抑制作用。
(4)结合图2和图1的结论:基因Z抑制耐盐碱能力,所以盐碱胁迫下,Z蛋白被降解,对质子泵基因的抑制解除,质子泵工作将H+运出细胞,形成膜内外的H⁺浓度差,SOS1蛋白借助这个浓度差的能量,把细胞内的Na+运出细胞,从而降低细胞内Na+的浓度,减轻离子毒害。
(5)传统育种筛选抗盐碱植株需要在盐碱环境下种植,观察植株生长情况,周期长,受环境影响大。而SNP标记和基因Z紧密连锁,只要检测到这个SNP,就说明含有基因Z相关的抗盐碱基因,不需要种植到盐碱地,在苗期甚至种子阶段就可以检测,大大缩短育种时间,而且结果更准确,不受环境条件的影响。
故答案为:
(1)信息交流(或识别)
(2)质子泵催化ATP水解,同时将H+运出细胞 逆
(3)抑制
(4)在盐碱胁迫下,Z蛋白被降解,对质子泵基因的抑制解除,质子泵基因表达增强,质子泵将H+运出细胞,形成H⁺浓度梯度,SOS1利用H⁺浓度梯度的势能将Na+运出细胞,从而降低胞内Na+浓度
(5)可以在苗期进行筛选,缩短育种周期;筛选结果更准确,能直接筛选出含有抗盐碱基因的个体;不受环境条件限制,可在任何环境下进行筛选
17.【分析】1、第三道防线是机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的,主要针对特定的抗原起作用,因而具有特异性,叫作特异性免疫。这三道防线是统一的整体,它们共同实现免疫防御、免疫自稳和免疫监视三大基本功能。免疫防御是机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用。这是免疫系统最基本的功能。该功能正常时,机体能抵抗病原体的入侵;异常时,免疫反应过强、过弱或缺失,可能会导致组织损伤或易被病原体感染等问题。免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能。正常情况下,免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应;若该功能异常,则容易发生自身免疫病。免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能。机体内的细胞因物理、化学或病毒等致癌因素的作用而发生癌变,这是体内最危险的“敌人”。机体免疫功能正常时,可识别这些突变的肿瘤细胞,然后调动一切免疫因素将其消除;若此功能低下或失调,机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染。
2、免疫失调引起的疾病:
(1)过敏反应:已免疫的机体再次接受相同的物质的刺激时所发生的反应。
(2)自身免疫病:自身免疫反应对自身的组织器官造成损伤并出现了症状。
(3)免疫缺陷病:机体免疫功能缺乏或不足所引起的疾病,分为原发性免疫缺陷病、继发性免疫缺陷病,具体有先天性胸腺发育不全、获得性免疫缺陷综合病等。
【解答】解:(1)免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能。正常情况下,免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应;若该功能异常,则容易发生自身免疫病。如系统性红斑狼疮。
(2)结合图示过程,调节性T细胞可通过受体直接结合作用于辅助性T细胞(乙细胞),还可通过分泌细胞因子作用于B细胞(丙细胞),通过两个途径发挥免疫调节作用。
(3)体液免疫中,抗原呈递细胞将抗原呈递给辅助性T细胞,活化的辅助性T细胞分泌细胞因子促进B细胞增殖分化,因此乙为辅助性T细胞;调节性T细胞(Treg)的功能是抑制过度的自身免疫应答,因此①途径为Treg分泌细胞因子抑制B细胞的分化,减少抗体产生,避免抗体攻击自身组织。
(4)本实验验证药物A通过提升IL﹣2水平提高Treg数量,自变量为是否添加药物A、是否阻断IL﹣2作用,因变量为Treg数量。实验思路:将等量SLE模型小鼠随机分为3组,编号甲、乙、丙:甲组注射适量药物A,乙组注射等量生理盐水,丙组注射等量药物A和适量IL﹣2拮抗剂;所有小鼠在相同且适宜的条件下饲养一段时间后,用流式细胞仪检测各组小鼠体内调节性T细胞(Treg)的数量,统计并比较三组结果。预期结果:Treg数量关系为甲组>乙组,丙组<甲组(丙组接近乙组),即可验证药物A的作用。
故答案为:
(1)免疫自稳
(2)直接与B细胞接触;分泌细胞因子
(3)辅助性T细胞;调节性T细胞分泌细胞因子,抑制B细胞(丙细胞)的活化、增殖分化,减少浆细胞和抗体的生成,降低抗体对自身组织的攻击
(4)将等量SLE模型小鼠随机分为3组,编号甲、乙、丙:甲组注射适量药物A,乙组注射等量生理盐水,丙组注射等量药物A和适量IL﹣2拮抗剂;所有小鼠在相同且适宜的条件下饲养一段时间后,用流式细胞仪检测各组小鼠体内调节性T细胞(Treg)的数量,统计并比较三组结果。预期结果:Treg数量关系为甲组>乙组,丙组<甲组(丙组接近乙组)
18.【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。
【解答】解:(1)若该病为单基因显性遗传病,设致病基因为A,正常为a。亲本都是患病小鼠,要能生出正常后代,亲本基因型只能是:Aa×Aa。根据分离定律,F1的基因型及比例为:AA:Aa:aa = 1:2:1,表型及比例为:患病(A_):正常(aa) = 3:1。
(2)表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
(3)①染色体的IC1和CTCF蛋白结合,会阻碍增强子作用于IGF﹣2,让IGF﹣2无法表达,避免其过量,因此是阻碍BWS发生。
②要让胚胎普遍出现BWS,需要让IGF﹣2在母本来源的染色体上也表达,导致过度生长。母本的IC1原本不甲基化,会结合CTCF抑制IGF﹣2;如果敲除卵细胞的IC1区域,就无法结合CTCF,增强子就能促进母本染色体上的IGF﹣2表达,导致胚胎中父本、母本的IGF﹣2都表达,IGF﹣2过量,引发BWS。
(4)亲本雄鼠产生的精子中,IC1均被甲基化,IGF﹣2均可表达;亲本雌鼠产生的卵细胞中,含正常IC1的卵细胞可结合CTCF,抑制IGF﹣2表达,含突变IC1的卵细胞无法结合CTCF,不能抑制IGF﹣2表达。两种卵细胞比例为 1:1,受精后,胚胎中仅父本IGF﹣2表达时表型正常,父本和母本IGF﹣2均表达时表现为BWS,故F1患病与正常个体表型比为 1:1。
故答案为:
(1)患病:正常 = 3:1
(2)碱基序列 表型
(3)阻碍 卵细胞 敲除卵细胞的IC1区域后,IC1无法结合CTCF 蛋白,增强子可促进母本染色体上的IGF﹣2表达,导致胚胎中父本和母本的IGF﹣2均表达,IGF﹣2过量,引发BWS
(4)亲本雄鼠产生的精子中,IC1均被甲基化,IGF﹣2均可表达;亲本雌鼠产生的卵细胞中,含正常IC1的卵细胞可结合CTCF,抑制IGF﹣2表达,含突变IC1的卵细胞无法结合CTCF,不能抑制IGF﹣2表达。两种卵细胞比例为1:1,受精后,胚胎中仅父本IGF﹣2表达时表型正常,父本和母本IGF﹣2均表达时表现为 BWS,故F1患病与正常个体表型比为1:1。
19.【分析】我国生物多样性的保护可以概括为就地保护和易地保护两大类。就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及国家公园等,这是对生物多样性最有效的保护。易地保护是指把保护对象从原地迁出,在异地进行专门保护。
【解答】解:(1)白蝶贝难以形成成体,说明种群中幼年个体多、成体/老年个体少,年龄结构被破坏,不利于种群繁衍。在保护区外适宜分布区人工底播增殖,属于易地保护,是就地保护的补充措施。
(2)红树植物能进行光合作用制造有机物,是生态系统的基石,属于生产者。拉关木与本土红树物种竞争阳光、空间、养分等资源,使本土物种的生存资源减少,环境容纳量降低。
(3)多树种混交的海防林,生物种类更多,营养结构更复杂,自我调节能力更强,抵抗力稳定性更高,能更好地抵御海岸侵蚀等外界干扰,维持生态系统的稳定。
(4)题目要解决生境破碎化和污水污染,可以采用以下方案:拆除不合理的围塘养殖设施,恢复红树林的连续生境;建立养殖污水净化设施,减少污染物排放;在污染区域种植耐污红树林植物,改善水质;开展红树林生态廊道建设,连接破碎化生境,恢复生态连通性。
故答案为:
(1)年龄结构 易地
(2)生产者 降低 拉关木与本土红树物种竞争阳光、空间、养分等资源,使本土物种的生存资源减少
(3)生物种类更多,营养结构更复杂,自我调节能力更强,抵抗力稳定性更高
(4)拆除不合理的围塘养殖设施,恢复红树林的连续生境;建立养殖污水净化设施,减少污染物排放;在污染区域种植耐污红树林植物,改善水质;开展红树林生态廊道建设,连接破碎化生境,恢复生态连通性
20.【分析】基因工程的主要步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【解答】解:(1)基因表达载体的核心元件包括:启动子、终止子、目的基因、标记基因,以及复制原点(复制起点)和多个限制酶切位点(多克隆位点)。图中已有的元件:启动子1、启动子2、终止子、Cas9、sgRNA、标记基因(BtpR)、T﹣DNA边界序列。因此,还需具备:复制原点(复制起点,保证质粒在宿主细胞中能复制)、多个限制酶切位点(多克隆位点,便于插入目的基因)。
(2)将目的基因导入植物细胞(尤其是愈伤组织)的常用方法是农杆菌转化法。质粒上的标记基因是BtpR(抗除草剂基因),因此培养基中需添加除草剂(与BtpR对应的除草剂),未转化的细胞会被杀死,只有含重组质粒的细胞能存活。
(3)根据题意,PAM序列位于sgRNA目标序列互补链的3'端,则图2中给出的sgRNA的目标序列(即与sgRNA互补的DNA链)为:3'﹣CCTCGTCCAGAGCTTGATAACAC﹣5',故sgRNA前6个碱基序列为:5'﹣GGAGCA﹣3'。
(4)转化效率低、愈伤组织异常的可能原因:广藿香成熟叶片细胞分化程度高,细胞壁较厚、细胞活性低,农杆菌难以侵染;或叶片中酚类物质含量低,无法有效吸引农杆菌;或愈伤组织诱导状态不佳,细胞再生能力弱。检测与鉴定基因P是否成功敲除的方法有:PCR技术,即提取广藿香基因组DNA,用P基因的特异性引物进行PCR扩增,电泳检测扩增产物大小(敲除后片段变短或无扩增条带);DNA分子杂交,即用基因P的特异性探针和细胞的DNA进行杂交,如果没有杂交信号,说明基因P被敲除了;个体水平,即观察表型,题干提到P基因功能受损会出现白化表型,可观察再生植株是否出现白化现象。
(5)由题图知,广藿香醇合酶催化焦磷酸生成广藿香醇,基因A抑制调控因子R的表达,而调控因子R促进广藿香醇合酶的表达。要提高广藿香醇产量,需要敲除基因A,解除其对调控因子R的抑制,从而提高广藿香醇合酶的表达量,最终增加广藿香醇合成。实验思路:利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,设计针对基因A的sgRNA,构建重组Ti质粒,通过农杆菌转化法导入广藿香细胞;筛选并鉴定基因A被成功敲除的植株,检测广藿香醇合酶的表达量和广藿香醇的含量,筛选出广藿香醇产量高的植株。
故答案为:
(1)复制原点(复制起点) 多个限制酶切位点(多克隆位点)
(2)农杆菌转化法 除草剂(与BtpR对应的除草剂)
(3)GGAGCA
(4)广藿香成熟叶片细胞分化程度高(或脱分化形成的愈伤组织再生能力差或农杆菌难以侵染) PCR扩增后电泳检测、DNA分子杂交(或观察植株白化表型)
(5)利用CRISPR/Cas9基因编辑系统敲除广藿香的基因A,解除其对调控因子R的抑制,从而提高广藿香醇合酶的表达量,最终提高广藿香醇的产量
考点卡片
1.组成细胞的元素种类
【知识点的认识】
(1)组成细胞的元素包括大量元素和微量元素,大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等,C是最基本的元素,细胞的鲜重中元素含量由多到少分别是O、C、H、N,干重中元素含量的比较是C、O、N、H。
(2)组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这说明生物界和非生物界具有统一性。组成生物体的化学元素在生物体内和在无机自然界中的含量差异很大,这说明生物界和非生物界具有差异性。
【命题方向】
基于对细胞元素组成、元素含量等的认识,下列叙述中不正确的是( )
A.细胞中不存在无机自然界没有的元素,是因为细胞的物质来自无机自然界
B.地壳和细胞组成元素的种类和含量往往基本相同,这说明生物界与无机自然界具有统一性
C.组成细胞的化学元素,常见的有20多种,含量较多的称为大量元素
D.组成细胞的元素中,有些元素虽然含量很少,但是作用并不微小
分析:1、组成细胞的元素包括大量元素和微量元素,大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等,C是最基本的元素,细胞的鲜重中元素含量由多到少分别是O、C、H、N,干重中元素含量的比较是C、O、N、H。
2、组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这说明生物界和非生物界具有统一性。组成生物体的化学元素在生物体内和在无机自然界中的含量差异很大,这说明生物界和非生物界具有差异性。
解答:A、细胞中元素全部都来自于无机环境,故细胞内的元素不存在无机自然界没有的特殊元素,A正确;
B、地壳和细胞组成元素的种类大体相同,但含量存在较大差异,B错误;
C、组成细胞的化学元素,常见的有20多种,含量较多的称为大量元素,C正确;
D、组成细胞的元素中,有些元素虽然含量很少,但是作用并不微小,因此不可缺乏,D正确。
故选:B。
点评:本题考查组成细胞的元素,意在考查学生识记所学知识要点,把握知识间的内在联系,形成知识网络的能力。
【解题思路点拨】
大量元素:C H O N P S K Ca Mg
主要元素:C、H、O、N、P、S
基本元素:C、H、O、N
最基本元素:C(干重下含量最高)
微量元素:Zn、M、Cu、B、Fe、Mn(口诀:铁门碰新木桶)
2.组成细胞的化合物
【知识点的认识】
组成细胞的化合物包括无机物和有机物,无机物包括水和无机盐,有机物包括蛋白质、脂质、糖类和核酸,鲜重含量最多的化合物是水,干重含量最多的有机物是蛋白质。
【命题方向】
如图表示组成细胞的化合物,其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物,图中各部分面积的大小代表含量的多少。下列相关叙述错误的是( )
A.化合物Ⅱ中含量最多的元素是C元素
B.组成化合物Ⅰ、Ⅱ的元素在自然界中都能找到
C.大多数细胞干重中含量最多的是化合物Ⅶ
D.若化合物Ⅵ代表糖类和核酸,则化合物Ⅶ代表脂质
分析:由图分析可知,Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物,Ⅰ可能是无机物,则Ⅲ是水,Ⅴ是无机盐;Ⅱ可能是有机物,则Ⅳ是蛋白质,Ⅵ脂质,VII是糖类。
解答:A、化合物Ⅱ是有机化合物,其中含量最多的元素是C元素,A正确;
B、生物体可以从外界获取营养物质,故组成化合物Ⅰ、Ⅱ的元素在自然界中都能找到,B正确;
C、大多数细胞干重中含量最多的是化合物Ⅳ蛋白质,C错误;
D、若化合物Ⅵ代表糖类和核酸,则化合物Ⅶ代表脂质,D正确。
故选:C。
点评:本题考查细胞中化合物的相关知识,要求考生识记化合物的组成和作用,意在考查考生的综合分析能力。
【解题思路点拨】
鲜重含量最多的化合物:水
鲜重含量最多的有机化合物:蛋白质
干重中含量最高的化合物:蛋白质
3.脂肪的检测
【知识点的认识】
脂肪鉴定用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液,苏丹Ⅲ能将脂肪染成橘黄色,苏丹Ⅳ染液能将脂肪染成红色。
观察花生子叶临时装片实验中,体积分数50%的酒精作用是洗去浮色,观察染色结果,需要用高倍显微镜。
【命题方向】
下列相关实验的叙述正确的是( )
A.可选择颜色较浅的甘蔗作原料进行还原糖鉴定的实验
B.在光学显微镜下可观察到叶绿体的形态、结构和分布
C.脂肪的检测过程中,必须使用50%的酒精洗去浮色
D.观察DNA和RNA分布的实验中,选择色泽较浅的区域观察
分析:检测脂肪,需要使用苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ)染色,然后使用酒精洗去浮色,在显微镜下观察可以看到被染成橘黄色(红色)的脂肪颗粒;观察DNA和RNA的分布,需要使用甲基绿吡罗红染色,甲基绿与DNA结合形成蓝绿色,吡罗红把RNA染成红色,DNA集中分布在细胞核,RNA分布在细胞质基质;线粒体需要使用健那绿染色,染成蓝绿色,检测还原糖,用斐林试剂水浴加热会出现砖红色沉淀。
解答:A、甘蔗中含有的糖为蔗糖,蔗糖不具有还原性,不能选择颜色较浅的甘蔗作原料进行还原糖鉴定的实验,A错误;
B、在光学显微镜下可观察到叶绿体的形态和分布,但看不到叶绿体的结构,其结构的观察需要借助电子显微镜,B错误;
C、脂肪的检测过程中,可以用苏丹Ⅲ直接检测组织样液,因而不必使用50%的酒精洗去浮色,C错误;
D、观察DNA和RNA分布的实验中,选择染色均匀,色泽较浅的区域观察,D正确。
故选:D。
点评:本题主要考查生物学的相关实验,要求考生能够结合所学知识准确判断各选项,属于识记和理解层次的考查。
【解题思路点拨】
注意事项:
①切片要薄,如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰,有的地方模糊。
②50%酒精的作用是:洗去浮色
③需使用显微镜观察
④使用不同的染色剂染色时间不同
颜色变化:橘黄色或红色
4.脂质的种类及其功能
【考点归纳】
脂质的种类及其功能:
【命题方向】
脂质与人体健康息息相关,下列叙述错误的是( )
A.磷脂和胆固醇都是构成植物细胞膜的重要成分
B.胆固醇在人体内参与血液中脂质的运输
C.维生素D的化学本质是固醇类,其在动物体内具有促进Ca和P吸收的作用
D.性激素的化学本质是脂质,能促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成
分析:常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇。
1、脂肪是最常见的脂质,是细胞内良好的储能物质,还是一种良好的绝热体,起保温作用,分布在内脏周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用,可以保护内脏器官。
2、磷脂是构成细胞膜的重要成分,也是构成多种细胞器膜的重要成分。
3、固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分、在人体内还参与血液中脂质的运输,性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成,维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
解答:A、磷脂是构成细胞膜的重要成分,胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,A错误;
B、胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分、在人体内还参与血液中脂质的运输,B正确;
C、维生素D的化学本质是固醇类,能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收,C正确;
D、性激素的化学本质是脂质中固醇类,能促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成,D正确。
故选:A。
点评:本题主要考查脂质的种类和作用的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
【解题思路点拨】
对比学习法
可以将糖类、脂质、蛋白质和核酸的元素组成、分类及主要生理功能进行对比学习.
5.物质跨膜运输的方式及其异同
【考点归纳】
1、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较
2.大分子物质出入细胞的方式
【命题方向】
题型一:物质跨膜运输方式的判断
典例1:如图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图,下表选项中正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
分析:物质跨膜运输主要包括两种方式:被动运输和主动运输,被动运输又包括自由扩散和协助扩散.
被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散,而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输.
其中协助扩散需要载体蛋白的协助,但不需要消耗能量;而主动运输既需要消耗能量,也需要载体蛋白的协助.
解答:根据图形可知,肾小管管腔中的氨基酸进入上皮细胞为逆浓度的运输,属于主动运输(其动力来自于Na+协同运输中的离子梯度);
官腔中Na+进入上皮细胞的过程中,是由高浓度向低浓度一侧扩散,并且需要载体蛋白的协助,属于被动运输中的协助扩散;
上皮细胞中氨基酸进入组织液的过程中,是由高浓度向低浓度一侧扩散,并且需要载体蛋白的协助,属于被动运输中的协助扩散.
故选:D.
点评:本题考查了物质跨膜运输的方式,意在考查考生理解所学知识点和分析题图的能力,难度适中.考生在判断运输方式时首先运输的方向,顺浓度梯度的是被动运输,逆浓度梯度的是主动运输.
题型二:运输速率的影响因素
典例2:葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值,该值的大小取决于( )
A.细胞内的氧浓度 B.细胞膜外的糖蛋白数量 C.细胞膜上相应载体的数量 D.细胞内外葡萄糖浓度差值
分析:葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞属于协助扩散,特点是高浓度运输到低浓度,需要载体,不需要能量,则相关因素是载体和浓度差.
解答:葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输方式是协助扩散,运输速度与细胞膜上载体的数量和浓度差有关,而运输速度的饱和值与细胞膜上相应载体的数量有关.
故选:C.
点评:本题考查协助扩散的条件和影响因素等相关知识,旨在考查学生的识记和理解能力.
【解题思路点拨】
影响跨膜运输的因素
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
(2)氧气浓度
(3)温度
温度可影响生物膜的流动性和酶的活性,因而会影响物质跨膜运输的速率.
6.有氧呼吸的过程和意义
【知识点的认识】
1、有氧呼吸的概念:
细胞在氧气的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量能量的过程.
2、有氧呼吸的过程:
1)第一阶段
①反应场所:细胞质基质;
②过程描述:在细胞质的基质中,一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸,同时脱下4个[H],在葡萄糖分解的过程中释放出少量的能量,其中一部分能量用于合成ATP,产生少量的ATP.这一阶段不需要氧的参与.
③反应式:C6H12O6→酶2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP).
2)第二阶段
①反应场所:线粒体基质;
②过程描述:丙酮酸进入线粒体的基质中,两分子丙酮酸和6个水分子中的氢全部脱下,共脱下20个[H],丙酮酸被氧化分解成二氧化碳;在此过程释放少量的能量,其中一部分用于合成ATP,产生少量的能量.这一阶段也不需要氧的参与.
③反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O→酶20[H]+6CO2+少量能量.
3)第三阶段
①反应场所:线粒体;
②过程描述:在线粒体的内膜上,前两阶段脱下的共24个[H]与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的6个O2结合成水;在此过程中释放大量的能量,其中一部分能量用于合成ATP,产生大量的能量.这一阶段需要氧的参与.
③反应式:24[H]+6O2→酶12H2O+大量能量.
总反应式:C6H12O6+6H2O+6O2→酶6CO2+12H2O+能量
列表表示如下:
3、有氧呼吸过程中元素转移情况
1)O元素的转移情况
2)H元素的转移情况
3)C元素的转移情况
4、有氧呼吸的意义:
①有氧呼吸提供植物生命活动所需要的大部分能量.植物的生长、发育,细胞的分裂和伸长,有机物的运输与合成,矿质营养的吸收和运输等过程都需要能量,这些能量主要是通过植物的呼吸作用提供的.
②有氧呼吸提供了合成新物质的原料.呼吸过程产生的一系列中间产物,可以作为植物体内合成各种重要化合物的原料.呼吸作用是植物体内各种有机物相互转化的枢纽.
③有氧呼吸还能促进伤口愈合,增强植物的抗病能力.
【命题方向】
题型一:有氧呼吸过程
典例1:(2014•威海一模)如图表示细胞呼吸作用的过程,其中1~3代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质.下列相关叙述正确的是( )
A.1和3都具有双层生物膜 B.1和2所含酶的种类相同
C.2和3都能产生大量ATP D.甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
分析:阅读题干和题图可知,本题是有氧呼吸的过程,分析题图梳理有氧呼吸过程的知识,然后根据选项描述分析判断.
解答:A、分析题图可知,1是细胞质基质,是液态部分,没有膜结构,3是线粒体内膜,具有1层生物膜,A错误;
B、分析题图可知,1是细胞质基质,进行有氧呼吸的第一阶段,2是线粒体基质,进行有氧呼吸的第二阶段,反应不同,酶不同,B错误;
C、产生大量ATP的是3线粒体内膜,进行有氧呼吸的第三阶段,C错误;
D、分析题图可知,甲、乙分别代表丙酮酸、[H],D正确.
故选:D.
点评:本题的知识点是有氧呼吸的三个阶段,场所,反应物和产物及释放能量的多少,主要考查学生对有氧呼吸过程的理解和掌握程度.
题型二:呼吸方式的判断
典例2:(2015•湖南二模)不同种类的生物在不同的条件下,呼吸作用方式不同.若分解底物是葡萄糖,则下列对呼吸作用方式的判断不正确的是( )
A.若只释放CO2,不消耗O2,则细胞只进行无氧呼吸
B.若CO2的释放量多于O2的吸收量,则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
C.若CO2的释放量等于O2的吸收量,则细胞只进行有氧呼吸
D.若既不吸收O2也不释放CO2,则说明该细胞已经死亡
分析:C6H12O6+6H20+6O2→酶6CO2+12H2O+能量,C6H12O6(葡萄糖)→酶2C2H5OH (酒精)+2CO2+少量能量,进行解答.
解答:A、若细胞只释放CO2,不消耗O2,说明只进行无氧呼吸,A正确;
B、细胞进行有氧呼吸释放的CO2等于O2的吸收量,若CO2的释放量多于O2的吸收量,则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,B正确
C、若CO2的释放量等于O2的吸收量,则细胞只进行有氧呼吸,C正确;
D、若既不吸收O2 也不释放CO2,也有可能是进行无氧呼吸如乳酸菌细胞,D错误.
故选:D.
点评:本题考查呼吸作用方式的知识.意在考查能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力.
题型三:元素转移途径判断
典例3:(2011•烟台一模)如图表示绿色植物细胞内部分物质的转化过程,以下有关叙述正确的是( )
A.物质①、②依次是H2O和O2 B.图中产生[H]的场所都是线粒体
C.用18O标记葡萄糖,则产物水中会检测到放射性 D.图示过程只能在有光的条件下进行
分析:本题主要考查了有氧呼吸的过程.有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],释放少量能量;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],释放少量能量;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,释放大量能量.
解答:A、有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],物质①是H2O;有氧呼吸第三阶段氧气和[H]反应生成水,物质②是O2,A正确;
B、有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],因此产生[H]的场所是细胞质基质和线粒体,B错误;
C、根据有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],含18O 的葡萄糖中的18O 到了丙酮酸中;再根据第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],含18O 的丙酮酸中的18O 到了二氧化碳中.即18O 转移的途径是:葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳,C错误;
D、植物细胞的有氧呼吸作用不需要光照,有光无光均可进行,D错误.
故选:A.
点评:本题主要考查了学生对有氧呼吸每个阶段的反应过程的理解.有氧呼吸过程是考查的重点和难点,可以通过流程图分析,表格比较,典型练习分析强化学生的理解.
题型四:有氧呼吸和无氧呼吸的比较
典例4:有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是( )
①反应场所都有线粒体 ②都需要酶的催化 ③反应场所都有细胞质基质
④都能产生ATP ⑤都经过生成丙酮酸的反应 ⑥都能产生水
⑦反应过程中都能产生[H]⑧都能把有机物彻底氧化.
A.②③④⑤⑥⑦B.①②③④⑤⑦C.②③④⑤⑦D.②③④⑤⑧
分析:根据有氧呼吸和无氧呼吸的进行场所、是否需氧、最终产物以及放出能量几个方面的区别进行作答.
解答:①有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,而无氧呼吸的反应场所都在细胞质基质,①错误;
②有氧呼吸和无氧呼吸都都需要酶的催化,②正确;
③有氧呼吸和无氧呼吸的反应场所都有细胞质基质,③正确;
④有氧呼吸和无氧呼吸都能产生ATP,其中有氧呼吸能产生大量ATP,无氧呼吸能产生少量ATP,④正确;
⑤有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都能生成丙酮酸,⑤正确;
⑥有氧呼吸能产生水,而无氧呼吸不能产生水,⑥错误;
⑦有氧呼吸和无氧呼吸反应过程中都能产生[H],⑦正确;
⑧有氧呼吸能把有机物彻底氧化,但无氧呼吸不能将有机物彻底氧化分解,⑧错误.
故选:C.
点评:本题考查有氧呼吸和无氧呼吸的相关知识,要求考生识记有氧呼吸和无氧呼吸过程、条件、场所及产物等知识,能对两者进行列表比较,掌握有氧呼吸和无氧呼吸的区别和联系,进而对选项作出准确的判断,属于考纲识记层次的考查.
【解题思路点拨】有氧呼吸与无氧呼吸的异同:
7.光合作用的影响因素及应用
【知识点的认识】
一、光合速率的概念:
光合作用固定二氧化碳的速率.即单位时间单位叶面积的二氧化碳固定(或氧气释放)量,也称光合强度.
二、影响光合作用速率(强度)的因素
1、内部因素
(1)同一植物的不同生长发育阶段
根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同,适时适量地提供水肥及其他环境条件,以使植物茁壮成长.如图所示:
(2)同一叶片的不同生长发育时期
①曲线分析:OA段为幼叶,随幼叶的生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体、叶绿素含量不断增加,光合作用速率不断增加.AB段为壮叶,叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合速率也基本稳定.BC段为老叶,随着叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合速率也随之下降.
②应用:农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶、茎叶蔬菜及时换新叶,这样可减少其细胞呼吸对有机物的消耗.
2、单因子外界因素的影响
(1)光照强度
①曲线分析
a、A点光照强度为零,只进行细胞呼吸,A点即表示植物呼吸速率.
b、AB段表明随光照强度加强,光合作用逐渐加强,CO2的释放量逐渐减少,有一部分用于光合作用;到B点时,细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度等于细胞呼吸强度,B点称为光补偿点,阴生植物光补偿点左移(如虚线所示).
c、BC段表明随光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以上不再加强了.C点对应的光照强度称为光合作用的饱和点,C点对应的CO2吸收值表示净光合速率.
d、真正光合速率=净光合速率+呼吸速率.
②应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如虚线所示.间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置、合理采伐,冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关.
(2)CO2浓度
①曲线分析:图1中A点表示CO2补偿点,即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度,图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度.B和B′点都表示CO2饱和点.
②应用:在农业生产上可以通过“正其行,通其风”,增施农家肥等增大CO2浓度,提高光合作用速率.
(3)矿质元素
①曲线的含义:在一定浓度范围内,增大必需矿质元素的供应,可提高光合作用速率,但当超过一定浓度后,会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用速率下降.
②应用:在农业生产上,根据植物的需肥规律,适时地、适量地增施肥料,可以提高作物的光合作用.
(4)温度
①曲线分析:温度是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率的.
②应用:冬天,温室栽培可适当提高温度;夏天,温室栽培可适当降低温度;增大昼夜温差获得高产.
3、多因子外界因素对光合作用速率的影响
(1)曲线分析
①P点前,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高.
②P点到Q点之间,限制因子既有横坐标因素,也有其他因素.
③Q点后,横坐标所表示的因素,不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取适当提高图示中的其他因子的方法.
(2)应用
温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当充加CO2,进一步提高光合速率.当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率.总之,可根据具体情况,通过增加光照强度、调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率,以达到增产的目的.
三、提高农作物的光能的利用率的方法有:
(1)延长光合作用的时间;
(2)增加光合作用的面积(合理密植,间作套种);
(3)光照强弱的控制;
(4)必需矿质元素的供应;
(5)CO2的供应(温室栽培多施有机肥或放置干冰,提高二氧化碳浓度).
【命题方向】
题型一:单因子曲线分析
典例1:科学家研究20℃时小麦光合作用强度与光照强度的关系,得到如图所示曲线,下列有关叙述不正确的是( )
A.随着环境温度的升高,cd段位置不断上移 B.a点时叶肉细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体
C.其他条件适宜,当植物少量缺Mg时,b点将向右移动 D.c点后小麦光合强度不再增加可能与叶绿体中酶的数量有关
分析:分析题图:图中a点光照强度为0,只进行呼吸作用;b点时,二氧化碳吸收量为0,表示光合作用强度等于呼吸作用强度,表示光合作用的光补偿点;c点以后光照强度增加,二氧化碳的吸收量不增加,表示光合作用的光饱和点.
影响光合作用的环境因素有:光照强度、温度、二氧化碳浓度、含水量以及矿质元素的量.如镁是合成叶绿素的主要元素,缺镁植物叶片会发黄.
解答:A、20℃不是光合作用的最适温度,在一定温度范围内适当提高温度时,光合速率将增强,cd段位置会上移,但是超过一定的温度,cd段位置可能会下移,A错误;
B、a点时光照为零,细胞只进行呼吸作用,因此叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体,B正确;
C、其他条件适宜,当植物缺Mg时,叶绿素含量减少,光合作用强度下降,所以应增加光强使其与呼吸作用相等,b点将向右移动,C正确;
D、外界条件均适宜时,c点之后小麦光合作用强度不再增加是内因造成的,故可能与叶绿体中酶的数量有关,D正确.
故选:A.
点评:本题考查了影响光合作用的环境因素,意在考查考生的析图能力和理解能力,难度适中.考生要能够识记产生ATP的细胞器,明确25℃左右是植物光合作用的最适温度,因此升高温度光合速率是先上升后下降;考生要理解影响光合速率的因素除了外因,还包括内因,如:酶的数量、色素的含量等.
题型二:多因子曲线分析
典例2:如图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围.下列分析错误的是( )
A.甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量
B.乙图中d点与c点相比,相同时间内叶肉细胞中C3的生成速度快
C.图中M、N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度
D.丙图中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变
分析:图甲中自变量为光照强度和二氧化碳浓度,M点时两曲线重合,说明二氧化碳浓度不影响光合速率,而a、b两点的光照强度相同,因此影响因素为二氧化碳浓度.图乙中自变量有光照强度和温度,图中N点时两曲线重合,说明温度不影响光合速率,而c、d两点的温度相同,因此影响因素为光照强度.丙图分析同样利用此方法.
解答:A、甲图中可以看出,光照强度和二氧化碳的浓度不是a点光合速率的限制因素,可能是叶绿体中色素和酶的数量,故A正确;
B、乙图中d点与c点相比,光照强度增加,光反应增加,产生的ATP和[H]增加,因此相同时间内叶肉细胞中C3的还原量多,故B正确;
C、图中M、N、P三点均为三条曲线的限制因素分别是CO2浓度和光照强度、温度和光照强度、光照强度和温度,故C正确;
D、丙图中,随着温度的升高,曲线走势有可能下降,因为超过最适浓度,酶的活性降低,故D错误.
故选:D.
点评:本题难度不大,属于考纲中理解、应用层次的要求,在分析曲线图是着重利用单一变量分析的方法,要求考生具有扎实的基础知识和曲线分析能力.
题型三:一昼夜光合速率曲线分析
典例3:(2012•山东)夏季晴朗的一天,甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示.下列说法正确的是( )
A.甲植株在a点开始进行光合作用 B.乙植株在e点有机物积累量最多
C.曲线b﹣c段和d﹣e段下降的原因相同 D.两曲线b﹣d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
分析:本题要求学生理解影响光合作用的因素以及有机物的积累是净光合量,光合作用速率受二氧化碳浓度的影响.
解答:A、分析图示可知,这一天的6:00(甲曲线的a点)和18:00时左右,甲乙两植物光合作用吸收CO2的速率和呼吸作用释放CO2的速率相等;在6:00之前,甲乙两植物的光合作用已经开始,但光合作用比细胞呼吸弱;A错误.
B、在18时后,甲乙两植物的光合作用速率开始小于细胞呼吸,有机物的积累最多的时刻应为18:00时,e点时有机物的积累量已经减少;错误.
C、图示曲线的b~c段下降的主要原因是气孔部分关闭导致叶内CO2浓度降低,d~e段下降的原因是光照强度减弱,光反应产生[H]和ATP的速率减慢,这两段下降的原因不相同;错误.
D、b~d段,乙曲线的变化为植物的“午休现象“,是气孔关闭导致叶内CO2浓度降低之故;甲植物可能不存在“午休现象“或气孔关闭程度很小或气孔无法关闭;正确.
故选:D.
点评:本题借助曲线图,考查光合速率的影响因素,意在考查考生分析曲线图的能力和理解能力,属于难题.
题型四:表观光合速率、真光合速率和有机物积累量之间的关系
典例4:如图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系S1、S2、S3所在部位的面积表示有关物质的相对值,下列说法中不正确的是( )
A.S2﹣S3表示玉米光合作用有机物净积累量 B.S2+S3表示玉米光合作用产生的有机物总量
C.若土壤中缺Mg,则B点右移,D点左移 D.S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物量
分析:结合题意分析:玉米在整个过程中都进行呼吸作用,并且由于温度不变,呼吸作用强度保持不变,因此可用S1+S3表示呼吸作用消耗量.而由A点开始,光合作用出现,并且随着光照强度的增强,光合作用合成的有机物不断增多;在B点时,光合作用产生的有机物刚好等于呼吸作用消耗的有机物,因此图中的S1可表示B点之前的光合作用量,也可表示呼吸作用消耗﹣光合作用合成量;但是超过B点后,光合作用大于呼吸作用,因此S2就可以表示B点之后的有机物积累量.
解答:A、图中可以看出,S2+S3表示玉米光合作用产生的有机物总量,S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物量,因此玉米光合作用有机物净积累量=光合作用总量﹣呼吸作用消耗=S2+S3﹣(S1+S3)=S2﹣S1,A错误;
B、S2+S3表示玉米光合作用产生的有机物总量,B正确;
C、若土壤中缺Mg,则会缺少叶绿素,达到光补偿点所需的光照强度会增大,B点右移,同时达到光饱和点所需的光照强度将会减小,D点左移,C正确;
D、玉米在整个过程中都进行呼吸作用,并且由于温度不变,呼吸作用强度保持不变,因此S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物量,D正确.
故选:A.
点评:本题具有一定的难度,考查光合作用合成有机物量和呼吸作用消耗有机物量的关系,要求考生具有较强的识图能力和分析能力,利用真光合作用量=净光合作用量+呼吸作用消耗,有机物的积累量=白天净光合作用量﹣夜间呼吸消耗量进行解题.
题型五:有机物积累量的计算
典例5:将某绿色植物放在特定的实验装置内,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的),实验以CO2的吸收量与释放量为指标,实验结果如下表所示:
下列对该表数据的分析正确的是( )
A.昼夜不停地光照,温度在35℃时该植物不能生长
B.昼夜不停地光照,该植物最适宜的温度是30℃
C.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,温度均保持在20℃的条件下,该植物积累的有机物最多
D.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,温度均保持在30℃时,该植物积累的有机物是温度在10℃时的两倍
分析:图中自变量为温度,本题是研究温度对光合作用与呼吸作用的影响.在读表时,要明确光照下吸收CO2的量为净吸收量,即净光合作用量,黑暗中放出CO2的量代表的是有机物的消耗量,也代表呼吸作用强度.
解答:A、表中光照下吸收CO2量表示净光合速率,黑暗中释放CO2量表示呼吸作用强度,温度在35℃时植物的净光合速率为3.00mg/h,因此昼夜不停地光照植物能生长,故A错误;
B、表格中,植物每小时净吸收CO2量最多的25℃时的3.75mg,此温度下最适生长,故B错误;
C、每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,在20℃时该植物积累的有机物为:3.25×12﹣1.5×12=21mg,同理可算出其他温度条件下有机物的积累量,在所有温度中20℃时有机物积累量最多,故C正确;
D、每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,温度均保持在30℃时,该植物积累的有机物=3.50×12﹣3.00×12=6mg,同理计算10℃时积累的有机物=12mg,故D错误.
故选:C.
点评:本题难度适中,考查了光合作用产生有机物和呼吸作用消耗有机物的关系,要求考生具有较强的分析表格的能力.在读表时,确定第一行值为净光合速率,第二行值为呼吸速率,并且一天中有机物的积累量=白天净光合作用量﹣夜间呼吸消耗量.
【解题思路点拨】
1、光合作用与细胞呼吸的计算:
①原理解释:进行光合作用吸收CO2的同时,还进行呼吸作用释放CO2,而呼吸作用释放的部分或全部CO2未出植物体又被光合作用利用,这时在光照下测定的CO2的吸收量称为表观光合速率或净光合速率.表观光合速率与真正光合速率的关系如图:
在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下,OA段代表植物呼吸速率,OD段表示植物表观光合作用速率,OA+0D段表示真正光合速率,它们的关系为:真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率.
具体表达为:光合作用消耗总CO2=从外界吸收的CO2+呼吸产生的CO2;
光合作用产生的总O2=释放到外界的O2+呼吸消耗的O2
一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示):积累量=白天从外界吸收的CO2﹣晚上呼吸释放的CO2.
②光合作用相对强度可用如下三种方式表示:
a、O2释放量(或实验容器内O2增加量);
b、CO2吸收量(或实验容器内CO2减少量);
c、植物重量(有机物)的增加量.
③表观光合速率和真正光合速率
真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率
表观光合速率常用O2释放量、CO2吸收量、有机物积累量等来表示.
真正光合速率常用光合作用产生O2量、CO2固定量、有机物的产生量来表示.
④测定方法
a、呼吸速率:将植物置于黑暗中,测定实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量.
b净光合速率:将植物置于光下,测定实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物增加量.
⑤应用指南
a、植物每天的有机物积累量取决于光合作用与细胞呼吸速率的代数和(即净光合速率),若大于零,则净积累,植物生长;若小于零,则净消耗,植物无法正常生长.
b、在有关问题中,若相关数据是在黑暗(或光照强度为零)时测得,则该数据代表呼吸速率.黑暗中只进行细胞呼吸,净光合速率为负值,真光合速率为零.若是在光下测得,则该数据代表净光合速率,只有特别说明是光合总量时,才代表真光合速率.
2、C3植物和C4植物
1)C3植物和C4植物光合作用的比较
2)C4植物与C3植物的鉴别方法
3)C4植物比C3植物光合作用强的原因
8.细胞的有丝分裂过程、特征及意义
【知识点的认识】
有丝分裂的过程:
1、细胞周期的概念:连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。
2、细胞周期分为两个阶段:分裂间期和分裂期。
(1)分裂间期:
①概念:从一次分裂完成时开始,到下一次分裂前。
②主要变化:DNA复制、蛋白质合成。
(2)分裂期:
主要变化:
1)前期:①出现染色体:染色质螺旋变粗变短的结果;②核仁逐渐解体,核膜逐渐消失;③纺锤体形成。
2)中期:染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上。染色体形态、数目清晰,便于观察。
3)后期:着丝点分裂,两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体,纺锤丝牵引分别移向两极。
4)末期:(1)纺锤体解体消失(2)核膜、核仁重新形成(3)染色体解旋成染色质形态;④细胞质分裂,形成两个子细胞(植物形成细胞壁,动物直接从中部凹陷)。
如图所示:
【命题方向】
题型一:有丝分裂不同时期的区别
典例1:(2013•江苏)下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是( )
A.分裂间期有DNA和中心体的复制 B.分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍
C.纺锤体形成于分裂前期,消失于分裂后期 D.染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期
分析:本题比较简单,考查只需结合有丝分裂各时期的特点进行作答即可。
解答:A、在有丝分裂间期既有DNA分子的复制和蛋白质的合成,同时中心体也发生了复制,A正确;
B、分裂间期DNA含量加倍,但是细胞的染色体数目不变,B错误;
C、纺锤体形成于分裂前期,消失于分裂末期,C错误;
D、染色单体形成于分裂间期,后期着丝点分裂时消失,D错误。
故选:A。
点评:本题考查了有丝分裂过程中相关结构和数目的变化情况,意在考查考生的识记能力以及知识网络构建的能力,难度不大。
题型二:有丝分裂的特点
典例2:下列关于细胞增殖的表述正确的是( )
①二倍体动物体细胞有丝分裂后期,细胞每一极均含有同源染色体;
②二倍体动物体细胞有丝分裂后期,细胞每一极均不含同源染色体;
③二倍体生物体细胞有丝分裂过程中,染色体DNA与细胞质DNA平均分配;
④二倍体生物细胞质中的遗传物质在细胞分裂时,随机地、不均等地分配。
A.①③B.①④C.②④D.②③
分析:二倍体动物体细胞中含有同源染色体,因此有丝分裂过程中始终存在同源染色体,在有丝分裂后期平均拉向细胞的两极,使每一极均存在于与体细胞中相同的染色体。
有丝分裂过程中,染色体是平均分配的,因此染色体上的DNA是平均分配的;而细胞质的DNA是位于线粒体中的,由于细胞质在分裂过程中是随机分配的,因此细胞质DNA分配也是随机的。
解答:在有丝分裂的后期,细胞的每一极都有相同的一套染色体,每一套染色体都和体细胞的染色体相同,因此二倍体动物体细胞有丝分裂后期的每一极都含有同源染色体,①正确,②错误;
③有丝分裂过程中,细胞质DNA的分配是随机地、不均等地分配,而细胞核中的DNA是均等的分配,③错误,④正确。
故选:B。
点评:本题难度不大,考查了有丝分裂的相关知识,要求考生能够掌握有丝分裂过程中染色体的行为变化,并且明确有丝分裂全过程中均存在同源染色体;有丝分裂过程中细胞核DNA是平均分配的,而位于细胞质的DNA分配是随机的、不均等。
【解题思路点拨】有丝分裂过程要点:
体细胞中的染色体上只有一个DNA分子。复制后,一个染色体上有两个DNA分子,分别位于两个染色单体上。当染色体着丝点分裂后,原来的一个染色体成为两个染色体。染色体有两种形态,细丝状的染色质形态和短粗的染色体形态。染色质在前期高度螺旋化,转变为染色体,染色体有在后期解螺旋,恢复成染色质。因此,前期和末期有染色质和染色体两种形态的转化,而中期和后期只有染色体一种形态。
9.细胞衰老的特征和原因
【知识点的认识】
1、细胞衰老:
细胞衰老衰老是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现,是不可逆的生命过程.人体是由细胞组织起来的,组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外环境的影响而发生损伤,造成功能退行性下降而老化.细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象.
2、细胞衰老的原因探究
细胞衰老是各种细胞成分在受到内外环境的损伤作用后,因缺乏完善的修复,使“差错”积累,导致细胞衰老.根据对导致“差错”的主要因子和主导因子的认识不同,可分为不同的学说,这些学说各有实验证据.
3.细胞衰老的主要特征:细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低;细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深;细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小;细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢;细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递。
10.细胞死亡
【知识点的认识】
1、细胞凋亡
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程.又称细胞编程性死亡,属正常死亡.
2、细胞坏死:
不利因素引起的非正常死亡.
3、细胞凋亡与人体健康的关系:
细胞凋亡与疾病的关系﹣﹣凋亡过度或凋亡不足都可以导致疾病的发生.正常的细胞凋亡对人体是有益的,如手指的形成、蝌蚪尾的凋亡.
【命题方向】
题型一:细胞凋亡的含义
典例1:(2013•自贡一模)IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质,其作用原理是与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,则能有效地促进更多的细胞凋亡.下列相关说法中,错误的是( )
A.IAPs的合成可以不受基因的控制
B.去掉癌细胞中IAPs的RING区域,可有效促进癌细胞凋亡
C.细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡
D.细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的
分析:细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,也叫细胞的程序性死亡.在成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的.IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质,所以该物质的合成也受基因的控制.IAPs与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的,而IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,则能有效地促进更多的细胞凋亡.
解答:A、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,而IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质,所以该物质的合成也受基因的控制,故A错误;
B、IAPs与细胞凋亡酶结合而达到抑制细胞凋亡的目的,而IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,则能有效地促进更多的细胞凋亡,故B正确;
C、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,也叫细胞的程序性死亡,故C正确;
D、在成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的,故D正确.
故选:A.
点评:本题以IAPs为素材,考查细胞凋亡的相关知识,意在考查考生分析题文提取有效信息的能力;识记能力和理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,准确判断问题的能力.
题型二:细胞凋亡的判断(细胞凋亡与细胞坏死的判断)
典例2:下列现象中属于细胞编程性死亡的是( )
A.噬菌体裂解细菌的过程 B.因创伤引起的细胞坏死
C.造血干细胞产生红细胞的过程 D.蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡
分析:本题是细胞凋亡在多细胞生物体的个体发育过程中的作用举例,细胞凋亡是细胞的编程性死亡,对于多细胞生物体完成正常发育,维持内环境稳态有及其重要的作用,细胞凋亡与细胞坏死既有相同点又有本质区别.
解答:A、噬菌体裂解细菌,是由于噬菌体的破坏使细菌细胞死亡,属于细胞坏死,不是细胞凋亡,A错误;
B、创伤引起的细胞坏死是外伤引起的细胞死亡,是细胞坏死,不是细胞凋亡,B错误;
C、造血干细胞产生红细胞的过程属于细胞增殖,不是细胞死亡,C错误;
D、蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡是细胞编程性死亡,即细胞凋亡,蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡保证了蝌蚪变态发育过程的完成,D正确.
故选:D.
点评:本题的知识点是细胞凋亡和细胞坏死的联系和区别,细胞凋亡在多细胞生物体发育过程中的作用,对细胞凋亡和细胞坏死概念的理解是解题的关键.
【解题思路点拨】细胞的生活史:
11.细胞的减数分裂
【知识点的认识】
1、概念:细胞连续分裂两次,而染色体在整个过程只复制一次的细胞分裂方式。
2、减数分裂是特殊的有丝分裂,其特殊性表现在:
①从分裂过程上看:(在减数分裂全过程中)连续分裂两次,染色体只复制一次
②从分裂结果上看:形成的子细胞内的遗传物质只有亲代细胞的一半
③从发生减数分裂的部位来看:是特定生物(一般是进行有性生殖的生物)的特定部位或器官(动物体一般在精巢或卵巢内)的特定细胞才能进行(如动物的性原细胞)减数分裂。
④从发生的时期来看:在性成熟以后,在产生有性生殖细胞的过程中进行一次减数分裂。
【命题方向】
题型:减数分裂的概念和特征
典例:(2013•东城区模拟)有关减数分裂和受精作用的描述,正确的是( )
A.受精卵中的遗传物质一半来自于卵细胞,一半来自于精子
B.减数分裂过程中,着丝点分裂伴随着非同源染色体的自由组合
C.减数分裂过程中,着丝点分裂伴随着等位基因的分离
D.染色体的自由组合不是配子多样的唯一原因
分析:关注减数分裂中染色体的行为变化和数目变化、各个时期的特征。等位基因位于同源染色体的相同位置。受精卵中的核遗传物质一半来自于卵细胞,一半来自于精子,但细胞质遗传物质一般全部来自卵细胞。
解答:A、受精卵中的核遗传物质一半来自于卵细胞,一半来自于精子,但细胞质遗传物质一般全部来自卵细胞。故A错误。
B、减数分裂中,同源染色体分离和非同源染色体的自由组合发生在减Ⅰ后期。减Ⅱ后期着丝点分裂,姐妹染色单体分离。故B错误。
C、等位基因的分离可发生在减Ⅰ后期(同源染色体分离)和减Ⅱ后期(若减Ⅰ前期发生交叉互换,则减Ⅱ后期姐妹染色单体分离也会导致等位基因分离)。着丝点分裂发生在减Ⅱ后期。故C错误。
D、决定配子中染色体组合多样性的因素是同源染色体分离导致非同源染色体自由组合,同源染色体非姐妹染色单体上等位基因交叉互换。故D正确。
故选D。
点评:本题考查了减数分裂、受精作用的相关内容。属于对识记、理解层次的考查。
【解题思路点拨】减数分裂的特征:
①一种特殊方式的有丝分裂(染色体数目减半);
②与有性生殖的生殖细胞的形成有关;
③只有特定生殖器官内的特定细胞才能进行。
12.伴性遗传
【知识点的认识】
1.伴性遗传概念:控制性状的基因位于性染色体上,在遗传上总是与性别相联系。
2.性别决定方式:(1)性染色体决定性别(性染色体上的基因不都是决定性别的,如色盲基因)
①XY型:XX为雌性,XY雄性,如哺乳动物、果蝇、大多雌雄异株植物。
②ZW型:ZZ为雄性,ZW雌性,如鸟类(鸡鸭鹅)、蛾类、蝶类。
【注意】①雌雄异体的生物,体细胞中的染色体可以分为两类:性染色体和常染色体。性染色体是指决定性别的染色体(如X染色体和Y染色体、Z染色体和W染色体);常染色体是指与决定性别无关的染色体。
②并非所有生物都有性染色体,只有雌雄异体(雌雄异株)的生物才有性染色体。例如:酵母菌,豌豆,玉米,水稻均没有性染色体。
(2)染色体数目决定性别:如蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来,工蜂和蜂王均为雌性,由受精卵发育而来。
(3)其他因素决定性别:如温度等。
3.X、Y染色体结构比较
①I区段为X染色体和Y染色体的同源区段,I区段的基因在X染色体和Y染色体上都存在;
②Ⅱ﹣1区段的基因只在Y染色体,因此属于伴Y遗传。
③Ⅱ﹣2区段的基因只在X染色体,因此属于伴X遗传。
④基因位于性染色体上,控制的遗传具有性别差异。
【命题方向】
下列与伴性遗传相关的叙述,错误的是( )
A.位于性染色体上的基因,其控制的性状与性别的形成都有一定的关系
B.位于X染色体上的隐性遗传病,往往男性患者多于女性患者
C.位于X染色体上的显性遗传病,往往女性患者多于男性患者
D.伴X染色体隐性遗传病的女性患者的致病基因来自双亲
分析:1、伴X染色体隐性遗传的遗传特征:①人群中男性患者远比女性患者多;②双亲无病时,儿子可能发病,女儿则不会发病;儿子如果发病,母亲肯定是个携带者,女儿也有一半的可能性为携带者;③如果女性是一患者,其父亲一定也是患者,母亲一定是携带者。
2、伴X染色体显性遗传的遗传特征:①人群中男性患者远比女性患者少;②患者的双亲中必有一名是该病患者;③男性患者的女儿全部都为患者,儿子全部正常;④系谱中常可看到连续传递现象,这点与常染色体显性遗传一致。
解答:解:A、位于性染色体上的基因,其控制的性状与性别的形成不一定都有一定的关系,但其遗传都和性别相关联,A错误;
B、位于X染色体上的隐性遗传病具有隔代交叉遗传的特点,往往男性患者多于女性,B正确;
C、位于X染色体上的显性遗传病具有代代相传的特点,往往女性患者多于男性,C正确;
D、女性的两条X染色体,一条来自父亲,一条来自母亲,故伴X染色体隐性遗传病的女性患者的致病基因来自双亲,D正确。
故选:A。
点评:本题考查伴性遗传的相关知识,要求考生识记伴性遗传的类型及特点,能结合所学的知识准确判断各选项。
【解题方法点拨】
与决定性别的基因位于性染色体上,但是性染色上的基因不都与性别决定有关。基因在染色体上,并随着染色体传递。
13.遗传信息的转录和翻译
【知识点的认识】
1、基因控制蛋白质的合成相关概念
(1)基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段:基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋白质合成的。整个过程包括转录和翻译两个主要阶段。
(2)转录:转录是指以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
转录的场所:细胞核
转录的模板:DNA分子的一条链;
转录的原料:四种核糖核苷酸(“U”代替“T”与“A”配对,不含“T”);
与转录有关的酶:RNA聚合酶;
转录的产物:mRNA,tRNA,rRNA。
转录的步骤及过程图象:
(3)翻译:翻译是指以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。
翻译的场所:细胞质的核糖体上。
翻译的本质:把DNA上的遗传信息通过mRNA转化成为蛋白质分子上氨基酸的特定排列顺序。
遗传信息在细胞核中DNA(基因)上,蛋白质的合成在细胞质的核糖体上进行,因此,转录形成mRNA是十分重要而必要的。
翻译的过程图象:
(4)密码子:密码子是指mRNA上决定某种氨基酸的三个相邻的碱基。一个密码子只能编码一种氨基酸。
密码子共有64种。
UAA、UAG、UGA三个终止密码不决定任何氨基酸,其余的每个密码子只能决定一种氨基酸。
编码氨基酸的密码子共有61种。包括AUG、GUG两个起始密码。
(6)tRNA:tRNA是在翻译过程中运输氨基酸的工具,一共有61种,一种tRNA只能运载一种氨基酸。tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对。
2、DNA与RNA的比较
注解:细胞结构生物(包括真核生物和原核生物)细胞内有(5种)碱基,有(8种)核苷酸。病毒只有(4种)碱基,有(4种)核苷酸。
3、RNA的分类
4、遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区别
5、遗传密码的特性
(1)密码子:有2个起始密码子(AUG GUG),有与之对应的氨基酸。有3个终止密码子(UAA UAG UGA),没有对应的氨基酸,所以,在64个遗传密码子中,能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。
(2)通用性:地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。
(3)简并性:一种氨基酸有两种以上的密码子的情况。意义:在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。
6、转录、翻译与DNA复制的比较
7、遗传信息、遗传密码子、反密码子的比较
【命题方向】
题型一:相关概念的考察
典例1:(2014•烟台一模)人体在正常情况下,下列生理过程能够发生的是( )
A.相同的RNA逆转录合成不同的DNA B.相同的DNA转录合成不同的RNA
C.相同的密码子决定不同的氨基酸 D.相同的tRNA携带不同的氨基酸
分析:密码子是信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基,共有64种,终止密码子有3种,不决定氨基酸,决定氨基酸的密码子有61种。一种氨基酸可由一种或几种tRNA搬运,但一种tRNA只能搬运一种氨基酸。
解答:A.相同的RNA逆转录合成相同的DNA,故A错误;
B.相同的DNA在不同的细胞中,由于基因的选择性表达,转录合成不同的RNA,故B正确;
B.相同的密码子决定一种的氨基酸,同一种氨基酸可以由多种密码子决定,故C错误;
D.相同的tRNA携带相同的氨基酸,也能说明生物界具有统一性,故D错误。
故选:B。
点评:本题考查逆转录、细胞分化、密码子、转运RNA等相关知识,比较抽象,意在考查学生的识记和理解能力。
题型二:遗传信息传递过程图示
典例2:(2014•浙江一模)如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图,图丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析合理的是( )
A.图甲所示过程主要发生于细胞核内,图乙所示过程主要发生于细胞质内
B.图中催化图甲、乙所示两过程的酶1、酶2和酶3是相同的
C.图丙中a链为模板链,b链为转录出的子链
D.图丙中含有两种单糖、五种碱基、五种核苷酸
分析:分析题图:甲过程是以DNA的两条链为模板,复制形成DNA的过程,即DNA的复制;乙过程是以DNA的一条链为模板,转录形成RNA的过程,即转录;丙中a链含有碱基T,属于DNA链,b链含有碱基U,属于RNA链。
解答:A、图甲表示复制过程,主要发生在细胞核中;图乙表示转录过程,主要发生在细胞核中,A错误;
B、图中催化图甲过程的酶1和酶2相同,都是DNA聚合酶;催化图乙过程的酶3是RNA聚合酶,B错误;
C、图丙表示转录过程,其中a链含有碱基T,属于DNA模板链,b链含有碱基U,属于RNA子链,C正确;
D、图丙中含有两种单糖、五种碱基、八种核苷酸(四种脱氧核苷酸和四种核糖核苷酸),D错误。
故选:C。
点评:本题结合DNA复制和转录过程图,考查核酸的组成、DNA复制、遗传信息的转录和翻译,要求考生熟记相关知识点,注意DNA复制和转录过程的异同,能准确判断图中各过程的名称,再结合选项作出准确的判断。
典例3:(2014•广东一模)如图为细胞中合成蛋白质的示意图,下列说法不正确的是( )
A.该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质
B.该过程的模板是mRNA,原料是20种游离的氨基酸
C.最终合成的肽链②③④⑤在结构上各不相同
D.核糖体从右往左移动
分析:分析题图:图示表示细胞中多聚核糖体合成蛋白质的过程,其中①是mRNA,作为翻译的模板;②③④⑤都是脱水缩合形成的多肽链,控制这四条多肽链合成的模板相同,因此这四条多肽链的氨基酸顺序相同;⑥是核糖体,是翻译的场所。
解答:A、一个mRNA分子可以结合多个核糖体同时进行翻译过程,可见少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质,A正确;
B、图示表示翻译过程,该过程的模板是mRNA,原料是氨基酸,B正确;
C、②③④⑤都是以同一个mRNA为模板翻译形成的,因此②③④⑤的最终结构相同,C错误;
D、根据多肽链的长度可知,⑥在①上的移动方向是从右到左,D正确。
故选:C。
点评:本题结合细胞中多聚核糖体合成蛋白质的过程图,考查遗传信息的转录和翻译过程,要求考生熟记翻译的相关知识点,准确判断图中各种数字的名称,并能准确判断核糖体的移动方向。需要注意的是C选项,要求考生明确以同一mRNA为模板翻译形成的蛋白质具有相同的氨基酸序列。
题型三:基因控制蛋白质的合成
典例3:(2014•虹口区一模)在某反应体系中,用固定序列的核苷酸聚合物(mRNA)进行多肽的合成,实验的情况及结果如下表:请根据表中的两个实验结果,判断下列说法不正确的是( )
A.上述反应体系中应加入细胞提取液,但必须除去其中的DNA和mRNA
B.实验一和实验二的密码子可能有:UUC、UCU、CUU 和UUA、UAC、ACU、CUU
C.通过实验二的结果推测:mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸
D.通过实验一和实验二的结果,能够推测出UUC为亮氨酸的密码子
分析:分析表格:密码子是指mRNA上能决定氨基酸的相邻的3个碱基。实验一的密码子可能有三种,即UUC、UCU、CUU;实验二的密码子可能有4种,即UUA、UAC、ACU、CUU,但生成的多肽中含有的氨基酸种类只有3种,所以mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸。
解答:A、正常细胞内的DNA能转录合成mRNA,所以除去细胞提取液中的DNA和mRNA,避免干扰实验,故A正确;
B、密码子是指mRNA上能决定氨基酸的相邻的3个碱基,则实验一的密码子可能有三种,即UUC、UCU、CUU,实验二的密码子可能有4种,即UUA、UAC、ACU、CUU,故B正确;
C、实验二的密码子可能有4种,而生成的多肽中含有的氨基酸种类只有3种,所以mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸,故C正确;
D、实验二的密码子中没有UUC,但生成的多肽中含有亮氨酸,所以不能推测出UUC为亮氨酸的密码子,故D错误。
故选D。
点评:本题结合表格,考查基因控制蛋白质合成的相关知识,意在考查学生分析表格提取有效信息的能力;能理解所学知识的要点,综合运用所学知识分析问题的能力。
题型四:tRNA相关的考察
典例4:(2014•长宁区二模)图为tRNA的结构示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.tRNA是由三个核糖核苷酸连接成的单链分子 B.一种tRNA只可以携带一种氨基酸
C.人体细胞中的tRNA共有64种 D.图中c处表示密码子,可以与mRNA碱基互补配对
分析:分析题图:图示是tRNA的结构示意图,其中a为携带氨基酸的部位;b为局部双链结构中的氢键;c为一端相邻的3个碱基,构成反密码子,能与相应的密码子互补配对。
解答:A、tRNA是由多个核糖核苷酸连接成的单链分子,也存在局部双链结构,A错误;
B、tRNA具有专一性,一种tRNA只可以携带一种氨基酸,B正确;
C、有3种终止密码子不编码氨基酸,没有对应的tRNA,因此人体细胞中的tRNA共有61种,C错误;
D、图中c处表示反密码子,D错误。
故选:B。
点评:本题结合tRNA结构示意图,考查遗传信息的转录和翻译、RNA分子的组成和种类,要求考生识记tRNA分子的组成、种类及功能,能准确判断图中各结构的名称;识记密码子的概念,明确密码子在mRNA上,再结合所学的知识准确判断各选项。
题型五:基因表达中相关数量计算
典例5:(2014•杨浦区一模)已知一信使RNA片段中有60个碱基,其中A和G共有28个,以此为模板转录形成的DNA分子中C和T的数目以及以该信使RNA翻译而成的肽链脱去的水分子的最大数目分别是( )
A.28、60 B.32、20 C.60、19 D.60、50
分析:在双链DNA分子中,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,即A﹣T、C﹣G,而互补配对的碱基两两相等,所以A=T,C=G,则A+G=C+T,即非互补配对的碱基之和占碱基总数的一半。
信使RNA上连续的三个碱基为1个密码子,决定一个氨基酸,而多肽链中脱去的水分子数=氨基酸个数﹣肽链的条数。
解答:信使RNA共有60个碱基,则以此为模板转录形成的DNA中共有120个碱基。由于DNA分子中A=T、C=G,因此C+T占碱基总数的一半,即DNA分子中C和T一共有60个。
由于mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸,因此氨基酸数=60÷3=20,多肽链中脱去的水分子数=氨基酸个数﹣肽链的条数=20﹣1=19。
故选:C。
点评:本题考查DNA分子结构的主要特点、遗传信息的转录和翻译,要求考生识记转录的概念,能根据mRNA中碱基数目推断DNA中碱基数目;再根据碱基互补配对原则计算出该DNA分子中G和T的总数。
【解题方法点拨】
基因表达中相关数量计算
1、基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系
转录时,组成基因的两条链中只有一条链能转录,另一条链则不能转录。
基因为双链结构而RNA为单链结构,因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。
2、mRNA中碱基数与氨基酸的关系
翻译过程中,信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是 信使RNA碱基数目的1/3.列关系式如下:
3、计算中“最多”和“最少”的分析
(1)翻译时,mRNA上的终止密码不决定氨基酸,因此准确地说,mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
(2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
(3)在回答有关问题时,应加上最多或最少等字。
如:mRNA上有n个碱基,转录产生它的基因中至少有2n个碱基,该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
(4)蛋白质中氨基酸的数目=肽键数+肽链数(肽键数=脱去的水分子数)。
14.表观遗传
【知识点的认识】
(1)表观遗传:生物体基因的碱基序列不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
(2)表观遗传发生在:普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
(3)影响表观遗传的因素有:DNA的甲基化、染色体组蛋白的甲基化、乙酰化等。
【命题方向】
同卵双胞胎虽然具有相同的基因组成,但行为习惯等却有细微的差别,这种现象的出现和表观遗传有关,下列关于表观遗传的叙述,错误的是( )
A.孟德尔遗传定律能够解释表观遗传现象
B.DNA的甲基化、组蛋白甲基化或乙能化等都会影响基因的表达
C.基因部分骇基发生甲基化修饰引起的表型改变不一定会遗传给后代
D.表观遗传与基因突变、基因重组和染色体变异等都属于可遗传变异
分析:表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表型却发生了改变,如DNA的甲基化。
解答:A、表观遗传不符合孟德尔遗传定律,故用孟德尔遗传规律不能解释表观遗传现象,A错误;
B、DNA的甲基化、组蛋白甲基化或乙酰化等修饰都会影响基因的表达,从而导致性状发生改变,B正确;
C、发生在生殖细胞中的DNA甲基化修饰可能会遗传给子代,发生在体细胞中的DNA甲基化修饰不一定遗传给子代,C正确;
D、表观遗传和基因突变、基因重组、染色体变异都是可遗传变异,D正确。
故选:A。
点评:本题主要考查表观遗传的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
【解题思路点拨】
DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式,能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现。
15.基因突变的概念、原因、特点及意义
【知识点的认识】
1、生物变异的概念:
生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在性状差异的现象.
2、生物变异的类型
(1)不可遗传的变异(仅由环境变化引起)
(2)可遗传的变异(由遗传物质的变化引起)基因突变基因重组染色体变异
3、基因突变
(1)概念:DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构改变.基因突变若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代;若发生在体细胞中则不能遗传.
(2)诱发因素可分为:
①物理因素(紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA);
②化学因素(亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基);
③生物因素(某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA).
没有以上因素的影响,细胞也会发生基因突变,只是发生频率比较低,这些因素只是提高了突变频率而已.
(3)发生时期:有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期.
(4)基因突变的特点:在生物界是普遍存在;基因突变具有随机性和不定向性;基因突变的频率很低。
(5)意义:它是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;是生物进化的原始材料.
(6)结果:产生了该基因的等位基因,即新基因.
【命题方向】
题型一:基因突变的概念及特点
典例1:(2014•蓟县一模)下列关于基因突变的描述,正确的一组是( )
①表现出亲代所没有的表现型叫突变
②所有的突变都是显性的,有害的
③基因突变、基因重组和染色体变异三者共同特点就是三者都能产生新的基因
④突变能人为地诱发产生
⑤基因突变和染色体变异的重要区别是基因突变在光镜下看不到变化
⑥DNA分子结构改变都能引起基因突变
⑦基因突变的频率很低
⑧基因突变是基因内部碱基对的增添、缺失或改变
⑨基因突变有显性突变和隐性突变之分.
A.③④⑤⑦⑧⑨B.④⑤⑦⑧⑨C.④⑤⑥⑦⑧⑨D.②④⑤⑦⑧⑨
分析:基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换.基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期.基因突变的特征:基因突变在自然界是普遍存在的;变异是随机发生的、不定向的;基因突变的频率是很低的;多数是有害的,但不是绝对的,有利还是有害取决于生物变异的性状是否适应环境.
基因突变在进化中的意义:它是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别,以适应不同的外界环境,是生物进化的重要因素之一.
解答:①表现出亲代所没有的表现型叫性状分离或变异,错误;
②突变可以是显性的,也可以是隐性的,突变多数有害的,错误;
③基因突变、基因重组和染色体变异三者共同特点就是三者都能产生新的基因型,而只有基因突变能产生新的基因,错误;
④突变能人为地诱发产生,从而提高变异的频率,正确;
⑤基因突变和染色体变异的重要区别是基因突变在光镜下看不到变化,因为基因突变是分子水平的变异,正确;
⑥基因是有遗传效应的DNA分子片段,所以DNA分子结构改变不一定都能引起基因突变,错误;
⑦基因突变的频率很低,而且是随机发生的、不定向的,正确;
⑧基因突变是基因内部碱基对的增添、缺失或改变,一般发生在细胞分裂的间期,正确;
⑨基因突变有显性突变和隐性突变之分,即既可以由显性基因突变为隐性基因,也可以由隐性基因突变为显性基因,正确.
所以正确的有④⑤⑦⑧⑨.
故选:B.
点评:本题考查基因突变的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力.
题型二:基因突变的意义
典例2:(2014•南京模拟)基因突变是生物变异的根本来源和生物进化的原始材料,其原因是( )
A.能产生新基因 B.发生的频率高 C.能产生大量有利变异 D.能改变生物的表现型
分析:现代生物进化理论:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变.突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成.在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件.
解答:A、基因突变是基因结构的改变,能产生新基因,因而是生物变异的根本来源和生物进化的原始材料,A正确;
B、基因突变的频率是很低的,B错误;
C、基因突变是不定向的,多数是有害的,C错误;
D、基因突变不一定改变生物性状,D错误.
故选:A.
点评:本题考查基因突变和生物进化的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力.
【解题方法点拨】
基因突变、基因重组和染色体变异的比较:
16.生物变异的类型综合
【知识点的知识】
【命题方向】
将某种二倍体植物的①②两个植株杂交,得到③,将③再做进一步处理,相关过程如图所示。A/a、B/b、D/d分别位于三对同源染色体上。下列分析错误的是( )
A.由③到④的育种过程依据的主要原理是基因突变
B.⑧植株虽然含有同源染色体,但它是不可育的
C.若③的基因型为AaBbdd,则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的18
D.③到⑨的过程中可能发生的突变和基因重组可为生物进化提供原材料
分析:题图分析:图中表示的是几种育种方法,由①×②→③→④是诱变育种方法,①×②→③→⑤→⑩是杂交育种,①×②→③→⑥→⑧是多倍体育种,①×②→③→⑦→⑨是单倍体育种。
解答:A、由③到④的育种过程用射线处理种子的原理是基因突变,A正确;
B、由于⑤植株是二倍体,⑥植株是四倍体,杂交后代⑧植株是三倍体,含有同源染色体,但减数分裂过程会发生联会紊乱,因此高度不育,B正确;
C、若③的基因型为AaBbdd,说明含有两对杂合基因和一对纯合基因,因此⑩植株中能稳定遗传的个体(纯合子)占总数的12×12×1=14,C错误;
D、由③到⑨的过程是花药离体培养、秋水仙素处理使染色体数目加倍,可能发生突变(基因突变和染色体变异)和基因重组,突变和基因重组都属于可遗传变异,可为生物进化提供原材料,D正确。
故选:C。
点评:本题考查生物变异的应用,重点考查育种的相关知识,要求考生识记几种常见育种方法的原理、方法、优点、缺点、实例等,能结合所学的知识准确判断各选项,属于考纲识记和理解层次的考查。
【解题思路点拨】
育种方法的比较:
17.种群基因频率的变化
【知识点的认识】
一、种群基因频率的改变与生物进化
(一)种群是生物进化的基本单位
1、种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群.
种群特点:种群中的个体不是机械的集合在一起,而是通过种内关系组成一个有机的整体,个体间可以彼此交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代.
2、基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做这个种群的基因库.种群越大,基因库也越大,反之,种群越小基因库也就越小.当种群变得很小时,就有可能失去遗传的多样性,从而失去了进化上的优势而逐渐被淘汰.
3、基因频率、基因型频率计相关计算
(1)基因频率:指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率.
①定义公式法:
某基因频率=纯合子个体数×2+杂合子个体数个体总数×2
②基因型比率法:某基因频率=纯合子基因型比率+12杂合子基因型比率
(2)基因型频率:指在一个种群中某种基因型的所占的百分比.
基因型频率=该基因型的个体数目该种群个体总数
4、基因频率和哈代﹣﹣温伯格平衡
群体中的基因频率能否保持稳定?在什么情况下才能保持稳定?对此,英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于1908年和1909年提出一个理论,即如果有一个群体凡符合下列条件:
①群体是极大的;
②群体中个体间的交配是随机的;
③没有突变产生;
④没有种群间个体的迁移或基因交流;(AA)
⑤没有自然选择,那么这个群体中各基因频率和基因型频率就可一代代稳定不变,保持平衡.
这个理论称哈代﹣﹣温伯格平衡,也称遗传平衡定律.
哈代﹣﹣温伯格平衡可用一对等位基因来说明.一个杂合的群体中,在许多基因位点上,可以有两个或两个以上的等位基因.但只要这个群体符合上述5个条件,那么其中杂合基因的基因频率和基因型频率,都应该保持遗传平衡.设一对等位基因为A与a,亲代为AA与aa两种基因型,其基因频率分别为p与q(因为是百分率,所以p+q=1).自由交配后,按孟德尔遗传法则确定F1代具有AA、Aa、aa3种基因型.其频率如下列公式所示:p2(AA)+2pq(2Aa)+q2(aa)=1,哈代﹣﹣温伯格的发现说明了在一定条件下群体可以保持遗传平衡,但在事实上,这些条件基本上是不存在的.因为所谓极大的群体是不存在的,群体内个体之间充分的随机交配也不现实,突变总不断在产生,外来基因由于流动与迁移不断在加入,自然选择也时时在发生.因此,这一定律恰恰证明遗传平衡是相对的,而群体的基因频率一直在改变,进化是不可避免的.
5、影响种群基因频率的因素:迁入与迁出,突变,自然选择,隔离 染色体变异,基因重组.
二、自交和自由交配相关计算
1、自交:基因型相同的个体交配.
大多数植物没有性别分化,为雌雄同株单性花或两性花植物,像水稻、小麦等两性花植物,其自花授粉的过程就称为自交;而像玉米、黄瓜等单性花植物来说,自交是指同株异花授粉.所以自交的概念适用于植物,含义是自花授粉或雌雄同株的异花授粉.
对动物而言,大多数为雌雄异体,虽有像蚯蚓等雌雄同体的低等动物,但为防止物种衰退现象,它们也通常进行异体受精.因此,在动物种群中,若没特殊说明,自交的含义是指基因型相同的雌雄异体交配.
比如:在一个群体中一对等位基因(用A、a表示)的自交组合有哪些?
解析:在一个群体中一对等位基因(用A、a表示)的基因型有AA、Aa、aa三种,三种基因型中分别有相应的雌雄个体.因此根据自交定义有:♂AA×♀AA,♂Aa×♀Aa,♂aa×♀aa三种组合方式.
2、自由交配:自由交配指在一群体中,不同的个体之间都有交配机会且机会均等,即有基因型相同的个体交配,也有基因型不同的个体交配,强调随机性.
在间行种植的玉米种群中,自由交配包括自交和杂交方式.对水稻、小麦、豌豆等主要进行自花授粉的植物来说,自然状态下自由交配的概念不适用,而主要是自交,在人为条件下可以进行自由交配.
在动物种群中,自由交配指基因型相同或不同的雌雄异体交配.
比如:在一个群体中一对等位基因(用A、a表示)的自由交配组合有哪些?
解析:在一个群体中一对等位基因(用A、a表示)的基因型有AA、Aa、aa三种,三种基因型中分别有相应的雌雄个体.因此根据自由交配定义有如下九种交配组合:
3、自交和自由交配计算差异
(1)自交
例1:已知一批基因型为DD与Dd的豌豆种子,其数目之比为1:2,将这批种子种下,自然状态下(假设结实率相同)其子一代中基因型为DD、Dd、dd的种子数之比为( )
A.3:2:1 B.1:2:1 C.3:5:1 D.4:4:1
解:豌豆的基因型及比例为1/3DD、2/3Dd,且是自花授粉植物,因此自然条件下为自交,既:1/3DD×DD→1/3(DD×DD)→1/3DD,2/3Dd×Dd→2/3(Dd×Dd)→2/3(1/4DD、2/4Dd、1/4dd).
因此,子一代中DD:1/3+2/3×1/4=1/2,Dd:2/3×2/4=1/3,dd:2/3×1/4=1/6.
故DD:Dd:dd=1/2:1/3:1/6=3:2:1.
要注意的是:自交时为什么不写成1/3DD×1/3DD而写成1/3DD×DD,是因为这个群体中基因型为DD的比例为1/3,所以其自交结果所占的比例仍为1/3(DD×DD),也就是说这个群体中基因型为DD自交结果占总的1/3,Dd的自交结果占总的2/3(Dd×Dd).
(2)自由交配
例2:老鼠的皮毛黄色(A)对灰色(a)显性,是由常染色体上的一对等位基因控制.有一位遗传学家在实验中发现含显性基因(A)的精子和含显性基因(A)的卵细胞不能结合.如果黄鼠与黄鼠(第一代)交配得到第二代,第二代老鼠自由交配一次得到第三代,那么在第三代中黄鼠所占的比例是( )
A.4/9 B.1/2 C.5/9 D.1
解:由题意含显性基因(A)的精子和含显性基因(A)的卵细胞不能结合,则黄鼠的基因型不存在AA,因此F1黄鼠基因型为杂合Aa,从而推知其后代的基因型和表现型及比例.
故F2代老鼠的基因型有Aa、aa,其比例分别为:Aa/(Aa+aa)=2/4/(2/4+1/4)=2/3,aa/(Aa+aa)=1/3.
特别要注意的是,此时应重新计算Aa、aa的比例,因为Aa、aa的比例范围与之前不同.
F2代自由交配得到F3代,可用以下方法解题:
方法一:基因型法
由于皮毛黄色和灰色这对相对性状是由常染色体上的一对等位基因控制,可知每种基因型的个体中雌雄个体数量应相等,即各占一半.
则F2 2/3Aa(♂1/3Aa、♀1/3Aa )
1/3aa(♂1/6aa、♀1/6aa )
在F2代雄鼠的基因型有Aa、aa,其所占比例分别为:
♂Aa/(♂Aa+♂aa)=1/3/(1/3+1/6)=2/3,♂aa/(♂Aa+♂aa)=1/3,
同理可推知:F2代雌鼠Aa占2/3、aa占1/3.
这样F2中雌雄老鼠的基因型如下表示:
F2:♂2/3Aa、♂1/3aa,♀2/3Aa、♀1/3aa
因此F2代老鼠自由交配就有四种组合方式:
♂2/3Aa×♀2/3 Aa→2/3×2/3(Aa×Aa)→4/9(1/4AA、2/4Aa、1/4aa)
♂2/3Aa×♀1/3 aa→2/3×1/3(Aa×aa)→2/9(1/2Aa、1/2aa)
♂1/3aa×♀2/3 Aa→1/3×2/3(aa×Aa)→2/9(1/2Aa、1/2aa)
♂1/3aa×♀1/3 aa→1/3×1/3(aa×aa)→1/9aa
从而得到F3代:
AA:4/9×1/4=1/9 不存在
Aa:4/9×2/4+2/9×1/2+2/9×1/2=4/9 存在
aa:4/9×1/4+2/9×1/2+2/9×1/2+1/9=4/9 存在
Aa/(Aa+aa)=4/9/(4/9+4/9)=1/2
故在第三代中黄鼠所占的比例是1/2.
方法2:配子法
同方法1可知:
F2:♂2/3Aa、1/3aa,♀2/3Aa、1/3 aa
根据基因分离定律可知雄果蝇中能产生A、a雄配子的概率为:
♂(A:2/3×1/2A=1/3A a:2/3×1/2a+1/3×1a=2/3a)
雌果蝇中能产生A、a雌配子的概率为:♀( 1/3A、2/3a)
F2代老鼠自由交配,即雌雄配子自由结合:
故在第三代中黄鼠所占的比例是(2/9+2/9)/(2/9+2/9+4/9)=1/2.
方法3:遗传平衡定律法(即哈迪﹣温伯格定律)
由上可知F2代老鼠的基因型及比例分别为2/3Aa、1/3aa,在一个理想的种群中个体间自由交配,其遵循遗传平衡定律(p+q)2=p2+2pq+q2=1,若亲本产生A的基因频率为p,产生a的基因频率为q,则子代基因型及比值为AA=p2、Aa=2pq、aa=q2.F2老鼠的基因型及比值为2/3Aa、1/3aa,则A的基因频率为2/3×1/2=1/3,a的基因频率为1/3+2/3×1/2=2/3,则F3代中基因型AA=(1/3)2(不存在)、Aa=2×1/3×2/3=4/9、aa=(2/3)2
故在第三代中黄鼠所占的比例是4/9/(4/9+4/9)=1/2.
通过比较发现应用配子法或遗传平衡定律法解自由交配类型的题简便,快速且准确,比如下面例题.
例3:某种昆虫的性染色体组成为 XY型,红眼雌果蝇(XBXb)与白眼雄果蝇(XbY)交配得F1,让F1代雌雄个体自由交配,则F2代中白眼个体所占的比例为?
配子法:
F1:雌果蝇:1/2XBXb、1/2XbXb;雄果蝇:1/2XBY、1/2 XbY
雌配子:1/4XB、3/4Xb;雄配子:1/4XB、1/4Xb、1/2Y
F2代中白眼个体所占的比例为9/16.
4、自交和自由交配后代中相关频率的变化辨析
(1)基因频率的变化
在一个大的种群中,如果没有突变,也没有任何自然选择的影响,那么无论是生物自交还是自由交配,种群的基因频率都不改变.
例如:在一个Aa种群中,A=1/2,a=1/2,则该种群自交或者随机交配,后代中A和a的基因频率都不变,仍然是A=1/2,a=1/2.
(2)基因型频率的变化:自交和自由交配产生的后代中,基因型频率却有不同.
如一个理想群体,Aa自交多代,AA、aa频率升高,而Aa频率趋进于0;而自由交配产生的后代,各种基因型出现的机率相等,因此自由交配不改变后代基因型频率.
【命题方向】
题型一:已知常染色体上不同基因型的个体数求基因频率和基因型频率
典例1:(2014•上海)果蝇的长翅(V)对残翅(v)为显性.在一个由600只长翅果蝇和400只残翅果蝇组成的种群中,若杂合子占所有个体的40%,那么隐性基因v在该种群内的基因频率为( )
A.20% B.40% C.60% D.80%
分析:基因频率是在种群基因库中某一基因占该种群中所用等位基因的比例.
解答:由题意知vv=400只,Vv=(600+400)×40%=400只,VV=600﹣400=200只,因此v 的基因频率=(2×400+400)÷2000×100%=60%.
故选:C.
点评:对于根据种群基因频率的概念计算种群基因频率的方法的掌握是解题的关键.
题型二:已知性染色体上不同基因型个体数求基因频率和基因型频率
典例2:(2014•安阳一模)据调查,某校学生基因型及比例为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%),则在该群体中B和b的基因频率分别为( )
A.36%、64% B.8%、92% C.78%、22% D.92%、8%
分析:性染色体上的基因由可能成单存在,如红绿色盲基因,Y染色体上无等位基因,因此男性基因总数与女性体内等位基因总数有差别,在确定种群等位基因及其总数时应分别考虑.色盲基因的频率=色盲基因数目2×女性个体数+男性个体数×100%.据此答题.
解答:b的频率=色盲基因数目2×女性个体数+男性个体数×100%=7.36%+2×0.32%+4%2×(43.32%+7.36%+0.32%)+(46%+4%)=8%,则B的频率=1﹣b的频率=1﹣8%=92%.
故选:D.
点评:本题考查基因频率的变化,要求考生识记基因频率的概念,掌握基因频率的相关计算,明确性染色体上基因频率的相关计算公式,再根据题干中数据进行计算,注意准确计算,避免不必要的错误.
题型三:计算达到遗传平衡群体的基因频率和基因型频率
典例3:(2014•海南)某动物种群中,AA,Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%.若该种群中的aa个体没有繁殖能力,其他个体间可以随机交配,理论上,下一代AA:Aa:aa基因型个体的数量比为( )
A.3:3:1 B.4:4:1 C.1:2:0 D.1:2:1
分析:基因频率及基因型频率:
(1)在种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1;
(2)一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+12杂合子的频率.
解答:AA,Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%.若该种群中的aa个体没有繁殖能力,则具有繁殖能力的个体中,AA占25%25%+50%=13,Aa占23,因此A的基因频率为13+23×12=23,a的基因频率为13,根据遗传平衡定律,其他个体间可以随机交配,后代中AA的频率=23×23=49,Aa的频率=2×23×13=49,aa的频率为13×13=19,因此AA:Aa:aa=4:4:1.
故选:B.
点评:本题考查基因频率的变化,要求考生识记基因频率的概念,掌握基因频率和基因型频率的计算方法,能扣住题干中关键信息“aa个体没有繁殖能力”和关键词“随机交配”答题.
题型四:计算植物自交后的基因频率和基因型频率
典例4:某植物种群中,AA基因型个体占30%,aa基因型个体占20%.若该种群植物自交,后代中AA、aa基因型个体出现的频率以及A、a基因频率分别为( )
A.55%、45%、45%、55% B.42.5%、32.5%、45%、55%
C.55%、45%、55%、45% D.42.5%、32.5%、55%、45%
分析:本题是基因型频率与基因频率的计算,由题意可知,自然选择对自交后代没有选择作用,因此自交后代的基因型频率改变,基因频率不变.
解答:由题意可知,该种群中,AA=30%,aa=20%,Aa=1﹣30%﹣20%=50%,该种群的基因频率是:A=30%+12×50%=55%,a=20%+12×50%=45%;
该种群的个体自交,AA与aa的个体自交后代全是纯合子,Aa的个体自交后代的基因型是AA:Aa:aa=1:2:1,因此若该种群植物自交,后代中AA的基因型频率是30%+50%×14=42.5%,
aa的基因型频率是20%+50%×14=32.5%,因此该种群植物自交,后代中AA、aa基因型个体出现的频率以及A、a基因频率分别为42.5%、32.5%、45%、55%.
故选:D.
点评:本题的知识点是根据种群的基因型频率计算该种群的基因频率,基因频率改变的条件是变异和选择作用,基因的分离定律的应用,对于根据种群的基因型频率计算该种群的基因频率的法掌握和分离定律应用的掌握和对基因频率变化的条件理解是解题的关键,对于自交后代基因频率不变化较难理解,可以根据自交后代的基因型频率计算基因频率.
题型五:计算有性状淘汰时的基因频率和基因型频率
典例5:某小麦种群中TT个体占20%,Tt个体占60%,tt个体占20%,由于某种病害导致tt个体全部死亡,则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是( )
A.50%、50% B.50%、62.5% C.62.5%、50% D.50%、100%
分析:本题是根据基因型频率计算基因频率,显性基因的基因频率=显性纯合子的基因型频率+12×杂合子的基因型频率,隐性基因的基因频率=隐性纯合子的基因型频率+12×杂合子的基因型频率.
解答:由题意可知,病害发生前的各种基因型频率是:TT=20%,Tt=60%,tt=20%,所以病害发生前T的基因频率=20%+12×60%=50%;病害发生后,tt全部死亡,TT的基因型频率=20%÷(20%+60%)=25%,Tt的基因型频率=60%÷(20%+60%)=75%,所以病害发生后T的基因频率=25%+12×75%=62.5%.
故选:B.
点评:本题是根据基因型频率计算基因频率的方法,判断出病害后tt个体全部死亡造成的TT和Tt的基因型频率改变,是解题的关键点.
题型六:基因频率和基因型频率的变化分析
典例6:(2015•江西一模)一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群,经过连续n次自交,获得的子代中Aa的频率为(12)n,AA和aa的频率为12[1﹣(12)n].根据现代生物进化理论,可以肯定该种群在这些年中( )
A.发生了隔离 B.发生了自然选择 C.没有发生生物进化 D.没有发生基因型频率改变
分析:1、显性基因的基因频率=显性纯合子的基因型频率+杂合子基因型频率的一半,隐性性基因的基因频率=隐性纯合子的基因型频率+杂合子基因型频率的一半;
2、隔离是种群之间不能进行基因交流的现象;
3、自然选择会使种群基因频率发生定向改变,进而使生物向着一定的方向进化,基因频率变化是生物进化的实质.
解答:A、由题意知,该种群没有产生隔离现象,A错误;
B、由题意知,初始阶段,A的基因频率与a的基因频率相等,都是50%,经过连续n次自交后,种群基因频率是:A=12[1﹣(12)n]+12×(12)n=50%,a=12[1﹣(12)n]+12×(12)n=50%,种群基因频率没有变化,因此没有发生自然选择,B错误;
C、由B分析知,种群基因频率没有变化,因此生物没有进化,C正确;
D、由题意知,经过连续自交,种群基因型频率发生了改变,D错误.
故选:C.
点评:对于现代生物进化理论内容的理解,把握知识的内在联系并应用相关知识解释生物学问题的能力是解题的关键.
【解题方法点拨】
1、无论是生物自交还是自由交配,种群的基因频率都不改变.
2、一个理想群体,Aa自交多代,AA、aa频率升高,而Aa频率趋进于0;而自由交配产生的后代,各种基因型出现的机率相等,因此自由交配不改变后代基因型频率.
3、选择是改变基因频率的最重要因素,选择分为两种:
(1)一种是淘汰显性个体,使隐性基因增加的选择;
(2)另一种是淘汰隐性个体使显性基因增加的选择.
前者能迅速改变群体的基因频率.例如,在一个包含开红花和开白花植株的群体中选留白花(红花、白花分别由显性基因、隐性基因控制),只需经过一代就能把红花植株从群体中消灭,从而把红花基因的频率降低到0,白花基因的频率增加到1.淘汰隐件个体保留显性个体的选择情况就比较复杂.因为选留的显性个体可能包含两种基因型,其中一种是杂合体.杂合体内的一半隐性基因不能被淘汰同显性基因在杂合体内保留下来.这种选择力式只能使隐性基因频率逐渐变小,但不会降到0,显性基因频率则逐渐增加,也不会达到1.
18.物种的概念 隔离与物种形成
【知识点的认识】
1、物种和种群的概念
(1)物种:能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种.
(2)种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群.
(3)种群与物种的区别与联系:
2、物种形成的方式
(1)渐变式
(2)爆发式物种的形成主要是由异源多倍体以染色体变异的方式形成新物种,一出现可以很快形成生殖隔离.(基因频率改变)
(3)人工创造新物种通过植物体细胞杂交(如番茄一马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蓝一萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种.
3、三个环节:突变和基因重组、自然选择、隔离,三者关系如图所示:
4、隔离导致物种的形成
(1)地理隔离是物种形成的量变阶段,生殖隔离是物种形成的质变时期,只有地理隔离而不形成生殖隔离,能产生亚种,但绝不可能产生新物种.
(2)生殖隔离是物种形成的关键,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限.生殖隔离有三种情况:不能杂交;杂交不活;活而不育.
①物种:分布在一定的自然区域内,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能够相互交配和繁殖,并能够产生可育后代的一群生物个体.
②隔离:不同种群间的个体,在自然条件下基因不能发生自由交流的现象.常见的有地理隔离和生殖隔离
③地理隔离在物种形成中起促进性状分离的作用,是生殖隔离必要的先决条件,一般形成亚种.
④生殖隔离:不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代的现象.可分为:生态隔离、季节隔离、性别隔离、行为隔离、杂种不育等.
【命题方向】
题型一:物种形成的基本环节
典例1:(2014•海南模拟)如图表示生物新物种形成的基本环节,对图示分析正确的是( )
A.a表示基因突变和基因重组,是生物进化的原材料 B.b表示生殖隔离,生殖隔离是生物进化的标志
C.c表示新物种形成,新物种与生活环境共同进化 D.d表示地理隔离,新物种形成一定需要地理隔离
分析:据图分析:a表示突变和基因重组以及自然选择,b表示生殖隔离;c表示新物种形成,d表示地理隔离.
现代生物进化理论的内容:种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组为进化提供原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变;通过隔离形成新的物种.
解答:A、a表示突变和基因重组以及自然选择,其中突变和基因重组,为生物进化提供原材料,A错误;
B、b表示生殖隔离,物种形成的标志是生殖隔离,生物进化的标志是种群基因频率的改变,B错误;
C、c表示新物种形成,新物种与生活环境共同进化,C正确;
D、d表示地理隔离,新物种形成不一定需要地理隔离,D错误.
故选:C.
点评:本题综合考查现代生物进化理论的相关知识,突出理解、分析和推理能力的培养.
题型二:新物种形成的标志
典例2:新物种形成的标志是( )
A.具有新的生理功能 B.出现新的形态结构 C.出现地理隔离 D.形成生殖隔离
分析:本题是对新物种形成标志的考查,新物种形成的标志是产生生殖隔离.
解答:A、具有新的生理功能不是新物种形成的标志,A错误;
B、出现新的形态结构不是新物种形成的标志,B错误;
C、地理隔离经过长期自然选择可能导致新物种形成,但不是新物种形成的标志,D错误;
D、生殖隔离是新物种形成的标志,D正确.
故选:D.
点评:本题的知识点是地理隔离与生殖隔离在新物种形成过程中的作用,对新物种形成标志的记忆是解题的关键.
题型三:生殖隔离的判断
典例3:(2013•洛阳一模)下列不属于生殖隔离实例的是( )
A.雄萤火虫对异种雌虫发出特有的闪光求偶信号,但雌虫对此信号无反应
B.牛蛙的卵和豹子的精子能融合成合子,发育一段时间后死亡
C.玉米的花柱很长,拟蜀属植物的花粉在玉米柱头上能萌发,但不能到达子房
D.特纳氏综合征患者缺少了一条X染色体,性腺发育不良,没有生育能力
分析:生殖隔离是指由于各方面的原因,使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配,即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制,便称为生殖隔离.若隔离发生在受精以前,就称为受精前的生殖隔离,其中包括地理隔离、生态隔离、季节隔离、生理隔离、形态隔离和行为隔离等;若隔离发生在受精以后,就称为受精后的生殖隔离,其中包括杂种不活、杂种不育和杂种衰败等.
解答:A、雌虫对雄虫发出特有的闪光求偶信号无反应,这属于受精前生殖隔离,故A正确;
B、牛蛙的卵和豹子的精子能融合成合子,发育一段时间后死亡,这是杂种不活,属受精后生殖隔离,故B正确;
C、玉米的花柱很长,拟蜀属植物的花粉在玉米柱头上能萌发,但不能到达子房,这是形态隔离,属于受精前生殖隔离,故C正确.
D、特纳氏综合征患者缺少了一条X染色体,性腺发育不良,没有生育能力,这属于染色体变异,不是生殖隔离,故D错误.
故选D.
点评:本题考查生殖隔离的概念及类型,意在考查考生理解所学知识要点,把握知识间内在联系的能力;能运用所学知识,理论联系实际,对自然界中生物学问题作出准确判断的能力.
【解题思路点拨】
1、物种包括各个不同地域的同一物种的多个不同种群,范围较大,而种群是一定地域内同种生物个体的总和,范围较小.
2、因地理隔离造成两个亚种,如东北虎和华南虎,应为同一个物种,仍能进行交配繁殖产生后代.但地理隔离不一定是高山、河流的阻隔,丙个池塘中的鲤鱼也存在地理隔离.
3、判断是否是同一物种,不能只看能否杂交,还要看杂交后代是否可育,如二倍体西瓜和四倍体西瓜、马和驴等.
4、任何基因频率的改变,不沦其变化大小如何,都属于进化的范围,而新物种形成,则必须当基因频率的改变突破种的界限、形成生殖隔离后,方可成立,所以隔离是物种形成的必要条件,而不是生物进化的必要条件.
19.协同进化与生物多样性的形成
【知识点的认识】
1、共同进化:不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是共同进化.
2、生物多样性的形成:
(1)生物多样性的内容基因多样性物种多样性生态系统多样性
(2)生物多样性形成的进化历程
生物的进化历程可概括为:从原核生物到真核生物,从无性生殖到有性生殖,由简单到复杂,由水生到陆生,由低等到高等.
3、生物进化的实质:种群的基因频率发生变化的过程.
【命题方向】
题型一:生物多样性的形成
典例1:(2015•河南一模)关于生物进化与生物多样性的形成,正确的说法是( )
A.生物多样性的形成经历了漫长的进化历程 B.地球上最早出现的生物是单细胞、进行有氧呼吸
C.生物多样性形成也就是新物种不断形成的过程 D.生物与无机环境之间是不会相互影响共同进化的
分析:生物进化过程实际上是生物与生物、生物与无机环境共同进化的过程,进化导致生物多样性.
生物是经过漫长的地质年代逐渐进化而来的,是按简单到复杂,由低等到高等,由水生到陆生的进化顺序.
生物多样性重要包括:基因的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性.
生物进化是生物多样性的基础,生物多样性是生物进化的必然结果.
解答:A、生物多样性的形成经历了漫长的进化历程,共同进化是生物多样性形成的原因;A正确.
B、生物的进化是由简单到复杂,由低等到高等,则先有单细胞生物,后有多细胞生物,早期地球与现代地球相比,没有大气层或大气层很薄,氧气是在自养型生物出现以后才逐渐生成和增多的,则生物先进行无氧呼吸;B错误.
C、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统的多样性;C错误.
D、自然选择决定生物进化的方向,因此生物的进化与无机环境的变化是相互影响的;D错误.
故选:A.
点评:本题考查生物进化与生物多样性的相关知识,意在考查学生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络结构.
题型二:生物进化的条件
典例2:(2014•青岛一模)下列有关生物进化的叙述正确的是( )
A.从根本上讲,若没有突变,进化将不可能发生 B.迁入、迁出不会造成种群基因频率的改变
C.种群是生物进化的基本单位,也是自然选择的对象 D.物种之间的共同进化都是通过物种之问的生存斗争实现的
分析:生物进化理论的内容:种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组提供进化的原材料;自然选择导致种群基因频率的定向改变;通过隔离形成新的物种.基因频率的改变会受到突变、选择、迁移和遗传漂变的影响.自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择,因而可以改变种群的基因频率.
解答:A、突变对于群体遗传组成的改变表现在两个方面:它提供自然选择的原始材料,如果没有突变,选择就无法发生作用;突变本身就是影响基因频率的一种力量;故A正确.
B、基因频率的改变取决于迁入率及迁入个体与原群体之间的基因频率差异;故B错误.
C、种群是生物进化的基本单位,也是自然选择直接对象是生物的变异性状;故C错误.
D、生物进化过程实际上是生物与生物、生物与无机环境共同进化的过程,进化导致生物多样性;故D错误.
故选A.
点评:本题考查生物进化的相关知识,此题容易混淆,基本知识必须扎实,易混知识必须区分清楚.
20.神经系统的结构
【知识点的认识】
大脑:包括左右两个大脑半球,表面是大脑皮层;大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢。
小脑:位于大脑的后下方,它能够协调运动,维持身体平衡。
下丘脑:脑的重要组成部分,其中有体温调节中枢、水平衡的调节中枢等,还与生物节律等的控制有关。
脑干:是连接脊髓和脑其他部分的重要通路,有许多维持生命的必要中枢,如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢。
脊髓:是脑与躯干、内脏之间的联系通路,它是调节运动的低级中枢。
【命题方向】
下列关于神经系统结构和功能的叙述,正确的是( )
A.神经系统结构和功能的基本单位是反射弧
B.神经调节的基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧
C.大脑、脊髓及它们发出的神经组成神经系统
D.神经元是神经系统最重要的组织
分析:人体神经系统是由脑、脊髓和它们所发出的神经组成的。其中,脑和脊髓是神经系统的中枢部分,组成中枢神经系统;脑神经和脊神经是神经系统的周围部分,组成周围神经系统。
神经元又叫神经细胞,是神经系统结构和功能的基本单位。
解答:A、神经系统结构和功能的基本单位是神经元,错误;
B、神经调节的基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧,正确;
C、人体神经系统是由脑、脊髓和它们所发出的神经组成的,错误;
D、神经元就是一个神经细胞,错误。
故选:B。
点评:理解掌握神经元的结构和功能是解题的关键。
【解题思路点拨】
理解掌握神经系统的结构和功能是解题的关键。
21.兴奋在神经元之间的传递
【知识点的认识】
(1)兴奋在神经纤维上的传导形式和特点:
以电信号形式(也叫神经冲动)传导。双向传导(刺激神经纤维中段时,可向两侧传导。
(2)兴奋在神经元之间的传递是通过突触进行的,它包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。
(3)突触的工作原理:兴奋到达突触前膜所在神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质,神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近,与突触后膜上的受体结合,突触后膜上的离子通道发生变化,引起电位变化,兴奋即传递到下一个神经元。
(4)兴奋在神经元之间的传递特点是单向传递,因为神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能从突触前膜释放,然后作用于突触后膜。
(5)在突触结构中,信号形式以电信号——化学信号——电信号完成转换。
【命题方向】
如图表示兴奋在神经元之间的传递过程示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.②从轴突末梢释放依赖于①的流动性
B.②在突触间隙中的扩散需要消耗ATP
C.③一般指下一个神经元的细胞体或树突
D.②与④结合后,会导致③的膜电位发生改变
分析:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
解答:A、②是神经递质,其从轴突末梢释放到突触间隙是通过胞吐方式实现的,依赖于①突触前膜的流动性,A正确;
B、②神经递质在突触间隙中的扩散不消耗细胞代谢产生的能量,B错误;
C、③表示突触后膜上的受体,一般指下一个神经元的细胞体或树突,C正确;
D、④表示突触后膜上的受体,②神经递质与④结合后,会导致③突触后膜的膜电位发生改变,D正确。
故选:B。
点评:本题考查了神经调节的相关知识,掌握突触的结构和兴奋的传递过程是解题的关键。
【解题思路点拨】
掌握兴奋在神经元之间的传递的相关知识是解题的关键。
22.神经系统的分级调节
【知识点认识】
(1)各级中枢的分布与功能:①大脑:大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,是高级神经活动的结构基础.其上由语言、听觉、视觉、运动等高级中枢;②小脑:有维持身体平衡的中枢;③脑干:有许多重要的生命活动中枢,如心血管中枢、呼吸中枢等;④下丘脑:有体温调节中枢、渗透压感受器(水平衡中枢)、血糖平衡调节中枢,是调节内分泌活动的总枢纽;⑤脊髓:调节躯体运动的低级中枢。
(2)各级中枢的联系:神经中枢的分布部位和功能各不相同,但彼此之间相互联系,相互调控。一般来说,位于脊髓的低级中枢受脑中相应高级中枢的调控,这样,相应器官、系统的生理活动,就能进行得更加有条不紊和精确。
【命题方向】
如图所示为排尿反射的调节示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.膀胱等内脏器官的活动受神经系统的分级调节
B.憋尿需要大脑皮层参与,若大脑皮层不参与排尿反射将无法进行
C.大脑皮层对各级中枢的活动起调节作用,使得自主神经系统并不完全自主
D.脊髓对膀胱的控制是由自主神经系统支配的,交感神经兴奋时,不会导致膀胱缩小
分析:排尿不仅受到脊髓的控制,也受到大脑皮层的调控。脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的:交感神经兴奋,不会导致膀胱缩小;副交感神经兴奋,会使膀胱缩小。而人之所以能有意识地控制排尿,是因为大脑皮层对脊髓进行着调控。婴儿因大脑发育不完善,所以婴儿排尿无意识,常尿床。
解答:A、根据图示分析,膀胱的活动受大脑、脊髓的分级调节,A正确;
B、憋尿是有意识地不发生排尿反射,所以需要大脑皮层参与,但排尿反射的低级中枢在脊髓,所以在没有大脑参与的情况下,排尿反射也能完成,B错误;
C、大脑皮层对各级中枢的调节,使得自主神经系统并不完全自主,即对交感神经和副交感神经具有调控作用,C正确;
D、脊髓对膀胱的控制是由自主神经系统支配的,副交感神经兴奋会导致膀胱缩小,交感神经兴奋会导致膀胱舒张,D正确。
故选:B。
点评:本题综合考查了神经调节的知识内容,主要是神经调节的分级调节,学习时通过分析模式图、归纳总结等方式对神经调节的结构基础、调节过程进行理解是关键,还要能够准确分析题中信息作答。
【解题思路点拨】
掌握神经调节的知识是解题的关键
23.血糖平衡调节
【知识点的认识】
1、血糖的来源主要有哪几个方面?
①食物中的糖类经消化、吸收进入血液,是血糖的主要来源;
②肝糖原分解成葡萄糖进入血液,是空腹时血糖的主要来源③非糖物质可以转化为葡萄糖进入血液,补充血糖。
2、血糖的去向主要有哪几个方面?
①随血液流经各组织时,被组织细胞摄取,氧化分解;
②在肝和骨骼肌细胞内合成肝糖原和肌糖原储存起来;
③脂肪组织和肝可将葡萄糖转变为非糖物质,如甘油三酯、某些氨基酸等。
3、升高血糖的激素有哪些?降低血糖呢?
人体内有多种激素参与调节血糖浓度,如糖皮质激素、肾上腺素、甲状腺激素等,它们通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用,直接或间接地提高血糖浓度。胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。
4、人体血糖平衡的调节机制
【命题方向】
下列关于血糖平衡调节的叙述,错误的是( )
A.血糖主要来源于食物的消化和吸收
B.血糖的主要去向是细胞内的氧化分解
C.血糖大量转化成脂肪,表明摄入的营养过剩
D.人体内的胰岛素等多种激素都有降低血糖的作用
分析:1、胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质;抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。
2、人体血糖的来源:①消化吸收,②肝糖原分解,③非糖物质转化;去路:①氧化分解,②合成肝糖原和肌糖原,③转化为非糖物质。
解答:A、血液中的葡萄糖称为血糖,其主要来自于人体消化系统对食物的消化和吸收,A正确;
B、糖类是主要的能源物质,血糖的主要去向是细胞内的氧化分解,B正确;
C、血糖大量转化成脂肪,表明摄入的营养过剩,故应注意控制糖分的摄入,C正确;
D、胰岛素是机体中唯一能够降低血糖的激素,D错误。
故选:D。
点评:本题考查血糖调节的相关知识,意在考查学生的识记和理解能力,要求学生掌握血糖的来源和去路,并区分胰岛素与胰高血糖素这两种调节血糖的激素的作用机制,属于中档题。
【解题思路点拨】
血糖平衡调节:
1、人体正常血糖浓度:0.8~1.2g/L(低于0.8g/L:低血糖症;高于1.2 g/L:高血糖症,严重时出现糖尿病。)
2、人体血糖的三个来源:食物、肝糖原的分解、非糖物质的转化;三个去处:氧化分解、合成肝糖原 肌糖原、转化成脂肪蛋白质等。
24.体液免疫和细胞免疫的协调配合
特异性免疫的类型:体液免疫和细胞免疫
(1)类型:抗原→进入人体→在体液中相应的被抗体消灭−−体液免疫已进入细胞内,抗体无法起作用−−细胞免疫
(2)体液免疫过程:
(3)细胞免疫过程:
(4)体液免疫与细胞免疫的关系
25.免疫失调
【知识点的认识】
免疫失调引起的疾病:当免疫功能失调时,可引起疾病,如免疫功能过强时,会引起过敏反应和自身免疫病.免疫功能过低时会引起免疫缺陷病.
(1)过敏反应:已免疫的机体再次接受相同的物质的刺激时所发生的反应.
(2)自身免疫病:自身免疫反应对自身的组织器官造成损伤并出现了症状.
(3)免疫缺陷病:机体免疫功能缺乏或不足所引起的疾病.分为原发性免疫缺陷病、继发性免疫缺陷病,具体有先天性胸腺发育不全、获得性免疫缺陷综合症等.
【命题方向】
题型一:免疫缺陷病类型的判断
典例1:(1)流感病毒侵入人体时,有时可作用于红细胞,使红细胞成为靶细胞,导致体内产生抗红细胞抗体,这种抗体也可对正常红细胞发生作用,引起红细胞裂解,称为溶血性贫血;
(2)美国有一免疫功能异常的儿童,不能接触任何病原体.少量病菌亦可导致严重发病;
(3)某人一吃海鲜就出现严重的腹泻.
它们依次属于( )
①过敏反应 ②自身免疫病 ③免疫缺陷.
A.②③①B.①③②C.①②③D.③①②
分析:根据题干分析,(1)中的抗体可以作用于正常红细胞,故属于自身免疫病;(2)中该儿童不能接触病原体,说明有免疫缺陷病;(3)某人一吃海鲜就出现腹泻,故属于过敏反应.
解答:由题意可知,(1)流感病毒侵入人体时,有时可作用于红细胞,使红细胞成为靶细胞,导致体内产生抗红细胞抗体,这种抗体也可对正常红细胞发生作用,引起红细胞裂解,属于②自身免疫病,即免疫系统过于敏感、反应过强时,人体的免疫系统会把自己的组织当作外来的成分处理;
(2)美国有一免疫功能异常的儿童,不能接触任何病原体.少量病菌亦可导致严重发病属于③免疫缺陷,即人体的免疫系统功能先天不足或遭病毒等攻击破坏而致;
(3)某人一吃海鲜就出现严重的腹泻属于①过敏反应,即已经免疫的机体,在再次接受相同抗原刺激时所发生的反应.
故选:A.
点评:本题考查免疫失调症,意在考查考生理解过敏反应、自身免疫病和免疫缺陷病的成因,属于中档题.
题型二:过敏反应
典例2:有的人吃了某种海鲜会腹痛.腹泻.呕吐,有的人吸入某种花粉便打喷嚏.鼻塞等,这些都是过敏反应症状.下列有关过敏反应的叙述,正确的是( )
A.过敏反应没有淋巴细胞参与 B.过敏反应疾病是免疫系统功能的正常反应
C.过敏反应中产生抗体的细胞来源于骨髓中的造血干细胞 D.机体首次接触过敏原即产生适应性免疫应答以保护自身
分析:过敏反应:
(1)过敏反应是指已产生免疫的机体在再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应.
(2)过敏反应的原理:机体第一次接触过敏原时,机体会产生抗体,吸附在某些细胞的表面;当机体再次接触过敏原时,被抗体吸附的细胞会释放组织胺等物质,导致毛细血管扩张、血管通透增强、平滑肌收缩、腺体分泌增加等,进而引起过敏反应.
(3)过敏反应的特点是发作迅速、反应强烈、消退较快;一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织损伤,有明显的遗传倾向和个体差异.
解答:A、过敏反应过程中会产生抗体,说明该过程有淋巴细胞参与,A错误;
B、过敏反应疾病是免疫系统功能的异常反应,B错误;
C、过敏反应中产生抗体的细胞是浆细胞,该细胞最终来源于骨髓中的造血干细胞,C正确;
D、过敏反应是指已产生免疫的机体在再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应,D错误.
故选:C.
点评:本题考查人体免疫系统在维持稳态中的作用,要求考生识记人体免疫系统的组成及免疫系统的功能,掌握体液免疫和细胞免疫的具体过程;识记过敏反应的概念及作用机理.
【解题方法点拨】
过敏反应:
(1)过敏反应是指已产生免疫的机体在再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应.
(2)过敏反应的原理:机体第一次接触过敏原时,机体会产生抗体,吸附在某些细胞的表面;当机体再次接触过敏原时,被抗体吸附的细胞会释放组织胺等物质,导致毛细血管扩张、血管通透增强、平滑肌收缩、腺体分泌增加等,进而引起过敏反应.
(3)过敏反应的特点是发作迅速、反应强烈、消退较快;一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织损伤,有明显的遗传倾向和个体差异.
26.植物激素的概念和作用
【知识点的认识】
植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运输到作用部位,对植物生长发育有显著影响的微量有机物;植物生长调节剂是人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
【命题方向】
下列关于对植物激素概念的理解,错误的是( )
A.都是有机物
B.在植物体内的含量都很低
C.对植物生长发育都有显著影响
D.由植物内分泌腺产生
分析:植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运输到作用部位,对植物生长发育有显著影响的微量有机物;植物生长调节剂是人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
解答:A、植物激素都是有机物,A正确;
B、植物激素在植物体内的含量都很低,具有微量高效的特点,B正确;
C、植物激素对植物生长发育都有显著影响,属于调节物质,C正确;
D、植物激素由植物体内特定部位产生,没有专门的器官合成,D错误。
故选:D。
点评:本题主要考查植物激素调节的相关知识,要求考生识记激素调节的特点,再结合所学的知识准确判断各选项。
【解题思路点拨】
掌握植物激素的概念和作用的相关知识是解题的关键。
27.种群的数量特征
【知识点的认识】
一、种群:在一定空间和时间内的同种生物个体的总和,种群是生物进化和繁殖的基本单位.
二、种群的特征:
(1)数量特征(核心问题):
①种群密度:种群最基本的数量特征;
②出生率和死亡率、迁入率和迁出率:决定种群数量变化的主要因素;
③年龄结构和性别比例:预测种群数量变化的主要依据(一般根据年龄结构)
(2)空间特征:指组成种群的个体,在其生活空间中的位置状态或布局.
(3)遗传特征:遗传的单位,繁殖的单位.
三、种群的数量特征
(一)种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度.种群密度=种群的个体数量空间大小(面积或体积)
调查方法:①总数调查:逐个计数.②取样调查:计数种群一部分,估算种群密度.
1、样方法﹣﹣估算种群密度最常用的方法之一
(1)概念:在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方法种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值.
(2)适用范围:植物种群密度,昆虫卵的密度,蚜虫、跳蝻的密度等.
(3)常用取样:
①五点取样法:在总体中按梅花形取5个样方,每个样方要求一致,适用于总体为非长条形.
②等距取样法.适用于长条形的总体,先将总体分成若干等份,由抽样比例决定距离或间隔,然后以这一相等的距离或间隔抽取样方.如图所示:
(4)计数原则:若有正好长在边界线上的,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则;即只计数样方相邻两边及其顶角的个数.
(5)调查记录样表及计算公式:种群密度=所有样方内种群密度合计/样方数
(注意:这里的N1、N2指的是样方的种群密度,而不是指样方的个体数量)
种群密度=N1+N2+⋯+Nnn
2、标志重捕法
(1)前提条件:标志个体与未标志个体重捕的概率相等.调查期内没有新的出生和死亡,无迁入和迁出.
(2)适用范围:活动能力强和范围大的动物,如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物.
(3)计算公式:个体总数N初次捕获标志数M=再次捕获标志数n重捕的标志个体数m
(4)注意事项:
①标志不能过于醒目;
②标志一段时间内不能消失;
③标志不能影响个体生活,不影响重新捕捉;
④调查期间种群不能有个体的迁入或迁出.
(二)出生率和死亡率
1、概念:在单位时间内新产生(或死亡)的个体数目占该种群个体总数的比率.
2、意义:出生率和死亡率决定种群密度.
(1)出生率>死亡率,种群密度增加;
(2)出生率<死亡率,种群密度降低;
(3)出生率=死亡率,种群密度不变.
(三)迁入率和迁出率
1、概念:在单位时间内迁入(或迁出)的个体数目占该种群个体总数的比率.
2、意义:迁入率和迁出率决定种群密度.
(四)性别比例
性引诱剂应用:利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体,破坏害虫种群正常的性别比例,从而降低出生率,达到杀虫效果.)
1、概念:种群中雌雄个体数目的比例.
2、类型、雌雄相当型、雌多雄少型、雌少雄多型.
2、意义:影响种群密度.
(五)年龄组成(通过影响出生率和死亡率影响种群密度)
1、年龄组成的类型:
(1)A增长型:出生率>死亡率,种群密度越来越大
(2)B稳定型:出生率=死亡率,种群密度保持稳定
(3)C衰退型:出生率<死亡率,种群密度越来越小
2、意义:预测种群密度变化趋势
四、种群数量特征间的相互关系:
①种群密度是种群最基本的数量特征.种群密度越高,一定范围内种群数量越多.种群数量与种群密度呈正相关.
②对一个自然种群来说,影响种群数量变动的主要因素是出生率和死亡率.
③出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群数量的直接因素.
④年龄组成是预测种群密度未来变化趋势的重要依据,是作为预测一个种群的种群数量的决定因素.
⑤性别比例在一定程度上也能够影响种群数量的变化.
⑥年龄组成和性别比例通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度和种群数量.
⑦影响种群数量的主要因素:年龄组成、性别比例、出生率和死亡率.
【命题方向】
题型一:种群数量特征的综合考察
典例1:(2013•浙江)下列关于出生率的叙述,正确的是( )
A.若某种群年初时的个体数为100,年末时为110,其中新生个体数为20,死亡个体数为10,则该种群的年出生率为 10%
B.若某动物的婚配制为一雌一雄,生殖期个体的雌雄比越接近1:1,则出生率越高
C.若通过调控环境条件,使某动物的性成熟推迟,则出生率会更高
D.若比较三种年龄结构类型的种群,则稳定型的出生率最高
分析:种群的数量特征有种群密度,出生率和死亡率,迁入率和迁出率,年龄组成,性别比例.迁入率和迁出率,出生率和死亡率决定种群数量的变化,但年龄组成是通过影响出生率和死亡率影响数量变化的,性别比例通过影响出生率影响数量变化的.
解答:A、根据出生率的计算应该是20%,自然增长率是10%,故A错误;
B、雌雄比例接近1:1且婚配制度为一雌一雄,出生率比较高,故B正确;
C、调控环境条件,使某动物的性成熟推迟,则出生率会降低,故C错误;
D、三种年龄结构类型的种群,则增长型的出生率最高,使得种群密度增加,故D错误.
故选:B.
点评:本题考查种群数量特征的相关知识,意在考查学生分析问题和解决问题的能力,属于中档题.
题型二:年龄组成的判断
典例2:(2010•海南)甲、乙、丙是同一物种的三个种群,其年龄组成见表.三个种群年龄结构的类型为( )
A.甲是增长型,乙是稳定型,丙是衰退型 B.甲是稳定型,乙是增长型,丙是衰退型
C.甲是增长型,乙是增长型,丙是衰退型 D.甲、乙、丙三个种群都是稳定型
分析:本题是根据种群不同年龄段的个体数目判断不同种群的年龄结构的类型.年龄结构是指一个种群中各年龄时期的个体数目比例,分为增长型、稳定性和衰退型,增长型幼年个体比例多,老年的个体比例少,未来一段时间内,种群数量会越来越大;稳定性是幼年个体、成年 个体、老年个体比例相当,未来一段时间内,种群数量基本保持稳定;衰退型是幼年个体比例少,老年个体比例多,未来一段时间内,种群数量会越来越小.
解答:由表格数据可知,三个种群的种群数量相等,不同年龄段的个体数目可以代表不同年龄段的比例,甲种群幼年个体比例高,老年个体的比例低,属于增长型;
乙种群幼年个体、成年个体、老年个体的比例相当,属于稳定型;
丙种群幼年个体比例低,老年个体比例高,属于衰退型.
故选:A.
点评:本题的知识点是 年龄结构的概念,年龄结构三种类型的判断,对基础知识的记忆是解题的关键.
题型三:图示分析预测
典例3:(2013•洛阳一模)某岛屿上生活着一种动物,其种群数量多年维持相对稳定.该动物个体从出生到性成熟需要6个月.如图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构(每月最后一天统计种群各年龄组的个体数),关于该种群的叙述,错误的是( )
A.该种群10月份的出生率可能为零 B.天敌的迁入可影响该种群的年龄结构
C.该种群的年龄结构随着季节更替而变化 D.大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度
分析:该题主要考查了种群的基本特征以及影响种群数量变化的诸多因素.种群最基本的特征是种群密度.种群数量的变化受多种因素影响.种群的年龄组成类型决定了出生率和死亡率,从而直接影响了种群数量的变化.而种群的年龄组成类型又受各种环境条件(天敌数量的多少、季节更替以及食物质量和数量的变化等)的影响.
解答:A、从题中柱形图的分析可知,未成熟个体从2月底到6月逐渐增多,从6月到12月逐渐减少至12月变为0,而该动物个体从出生到性成熟需要6个月,因此该种群出生时间大概为2月底到6月,到12月都成熟,10月份出生率可能为0,A正确;
B、引入的天敌可能对不同年龄段的个体捕食具有选择性,从而影响该种群的年龄结构,B正确;
C、由题图可知,该种群的年龄结构随着季节更替而变化,C正确;
D、大量诱杀某种动物的雄性个体,会导致性别比例的失调,进而通过出生率的明显降低,使种群的密度的减小,D错误.
故选:D.
点评:本题的知识点是种群的年龄结构和影响种群密度的因素,分析题图获取有效信息是解题的突破口对于A选项的分析是难点,解题时要结合题图信息与题干信息分析解答.
【解题方法点拨】
1、出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群数量的直接因素;
2、年龄组成是预测种群未来数量变化的主要依据,而性别比例是预测未来种群数量变化的次要依据.
3、样方法注意事项:
(1)样方应随机选取
(2)样方大小:
①一般草本植物:1 m×1m;灌木:4 m×4m;乔木:10m×10m;
②如果种群个体数较少,样方面积需要适当扩大;
③应以物种个体数达到最稳定时的最小面积计算.
(3)样方数目:总体面积大要多取,总体面积小可少取.
(4)样本统计:位于样方边线上的植物计数相邻两边及其交点上的植物;不同生长期的个体都应统计.
4、标志重捕法注意事项:
(1)前提:标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相等.
(2)标记技术:标记物和标记方法不能影响被标记动物的正常活动;也不能导致其发生疾病、感染等;标记符号必须能维持一段时间,但又不能过分醒目.
28.估算种群密度的方法
【知识点的认识】
种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度.种群密度=种群的个体数量空间大小(面积或体积)
调查方法:①总数调查:逐个计数.②取样调查:计数种群一部分,估算种群密度.
1、样方法﹣﹣估算种群密度最常用的方法之一
(1)概念:在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方法种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值.
(2)适用范围:植物种群密度,昆虫卵的密度,蚜虫、跳蝻的密度等.
(3)常用取样:
①五点取样法:在总体中按梅花形取5个样方,每个样方要求一致,适用于总体为非长条形.
②等距取样法.适用于长条形的总体,先将总体分成若干等份,由抽样比例决定距离或间隔,然后以这一相等的距离或间隔抽取样方.如图所示:
(4)计数原则:若有正好长在边界线上的,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则;即只计数样方相邻两边及其顶角的个数.
(5)调查记录样表及计算公式:种群密度=所有样方内种群密度合计/样方数
(注意:这里的N1、N2指的是样方的种群密度,而不是指样方的个体数量)
种群密度=N1+N2+⋯+Nnn
2、标志重捕法
(1)前提条件:标志个体与未标志个体重捕的概率相等.调查期内没有新的出生和死亡,无迁入和迁出.
(2)适用范围:活动能力强和范围大的动物,如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物.
(3)计算公式:个体总数N初次捕获标志数M=再次捕获总数目n重捕的标志个体数m
(4)标志重捕法中的标志技术:
①标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生伤害.
②标志不能过于醒目.原因:过分醒目的个体,在自然界中有可能改变与捕食者之间的关系,最终有可能改变样本中标志个体的比例而导致结果失真.
③标志一段时间内不能消失;
④标志不能影响个体生活,不影响重新捕捉;
⑤调查期间种群不能有个体的迁入或迁出.
【命题方向】
题型一:样方法及其注意事项的考察
典例1:(2012•海南)某小组用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度.下列做法错误的是( )
A.随机取样 B.选择植物生长茂盛处取样 C.根据调查数据估算该种群密度 D.根据地段的形状确定取样方法
分析:种群密度的调查一般有样方法和标志重捕法.在利用样方法调查种群密度时需注意随机取样、样方大小合适,并且样本数据足够大等.
解答:A、样方法调查种群密度最关键是进行随机取样,以使所得数据更加接近准确值,A正确;
B、据A项可知,取样时应随机取样,不能在植物生长茂盛处取样,B错误;
C、根据调查数据取平均数可估算该种群的种群密度,C正确;
D、根据地段的不同可因地制宜采用不同的样方法,如五点取样法和等距取样法等,D正确.
故选:B.
点评:本题考查了利用样方法调查种群密度的相关注意点,难度不大,解题关键是识记和理解样方法调查种群密度的相关知识.
题型二:取样方法的考察
典例2:(2010•海南)某同学拟调查一个面积为100hm2草地上某种双子叶草本植物的种群密度,设计了四个调查方案,其中最可行的是( )
A.计数该草地上该种植物的全部个体数目 B.设置1个1m2样方,计数样方中该种植物的个体数目
C.随机设置1m2样方若干,计数每个样方中该种植物的个体数目
D.在该种植物密集处设置1m2样方若干,计数每个样方中该种植物的个体数目
分析:该草地的面积比较大,直接把该地区的所有该种植物统计一遍几乎是不可能的,因此应选用样方法,样方法的注意点是本题解题的关键.
解答:植物种群密度的调查方法一般为样方法.该草地上全部个体数全部统计难度较大;只选取一个样方的数目进行调查不具有代表性;一般随机设置 1m2 的样方为宜,并且尽量选择多个样方求平均值.故选C.
点评:本题着重考查植物种群密度的调查方法和样方法的注意点,考查了考生的识记能力和理解能力.
典例3:(2010•徐汇区一模)用“样方法”调查蒲公英种群密度的过程是( )
①选取一个该种群分布比较均匀的长方形地块,将该地按照长度画成10等份,在每份的中央划一个大小为1m2的样方
②选取一个该种群分布比较密集的长方形地块,将该地按照长度画成10等份,在每份的中央划一个大小不同的样方
③计数每个样方内该种群数量,取其最大值作为种群密度的估计值
④计数每个样方内该种群数量,取其平均值作为该种群密度的估计值.
A.①③B.①④C.②③D.②④
分析:采用样方法调查种群密度的具体过程为:确定调查对象→选取样方(五点取样法或等距取样法)→计数→计算种群密度(取平均值).
解答:用“样方法”调查蒲公英种群密度的过程:选取样方→计数→计算种群密度.
①选取样方时要随机取样,不能参入主观意识,且选取的样方大小要相同,①正确;
②选取样方时要随机取样,不能选取种群分布比较密集地块,且样方大小要相同,②错误;
③计算种群密度时,要取平均值,不能以最大值作为种群密度的估计值,③错误;
④计数每个样方内该种群数量,最后取其平均值作为该种群密度的估计值,④正确.
故选:B.
点评:本题考查估算种群密度的方法,重点考查样方法的相关知识,要求考生识记样方法调查种群密度的一般过程,能注意相关细节,特别是取样的时候,要注意随机取样,而且样方的大小要相等,属于考纲识记层次的考查.
题型三:标志捕重法的考察
典例4:某农场面积为140hm2,农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了良好的生存条件,鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食,某研究小组采用标志重捕法调查该农场黑线姬鼠的种群密度,第一次捕获100只,标记后全部放掉,第二次捕获280只,发现其中有2只带有标记,下列叙述错误的是( )
A.鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度 B.该农场黑线姬鼠的种群密度约为100只/hm2
C.黑线姬鼠种群数量下降说明农场群落的丰富度下降 D.植物→鼠→鹰这条食物链,第三营养级含能量少
分析:标志重捕法计算公式:种群中个体数(N)÷第一次捕获并标记的个体数=第二次重捕总数÷重捕中被标志的个体数,即100N=2280,解得X=14000只/140hm2,所以黑线姬鼠的种群密度为14000÷140=100只/hm2.
解答:A、鹰是鼠的天敌,鹰的数量肯定会影响黑线姬鼠的种群密度,A正确;
B、由以上分析可知黑线姬鼠的种群密度为100只/hm2,B正确;
C、物种丰富度是指群落中物种数目的多少,黑线姬鼠种群数量下降但并未灭绝,C错误;
D、能量沿着食物链流动的过程中逐级递减,因此植物→鼠→鹰这条食物链,第三营养级含能量少,D正确.
故选:C.
点评:本题考查种间关系、估算种群密度的方法、群落特征、生态系统的能量流动等知识,要求考生掌握估算种群密度的方法,能运用标志重捕法计算种群密度;识记群落的特征;理解和掌握生态系统能量的流动特点.
【解题方法点拨】
1、样方法注意事项:(适用范围:植物种群密度,昆虫卵的密度,蚜虫、跳蝻的密度等.)
(1)样方应随机选取
(2)样方大小:
①一般草本植物:1 m×1m;灌木:4 m×4m;乔木:10m×10m;
②如果种群个体数较少,样方面积需要适当扩大;
③应以物种个体数达到最稳定时的最小面积计算.
(3)样方数目:总体面积大要多取,总体面积小可少取.
(4)样本统计:位于样方边线上的植物计数相邻两边及其交点上的植物;不同生长期的个体都应统计.
2、标志重捕法注意事项:(活动能力强和范围大的动物,如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物.)
(1)前提:标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相等.
(2)标记技术:标记物和标记方法不能影响被标记动物的正常活动;也不能导致其发生疾病、感染等;标记符号必须能维持一段时间,但又不能过分醒目.
29.环境容纳量
【知识点的认识】
K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值,出生率等于死亡率,种群数量不变,种群增长率为0;种群达到K/2值时,种群增长率最大,此时开始捕捞,才可持续获得最高产量。
【命题方向】
中国是世界上最早开始养鱼的国家,一般认为池塘养鱼始于商代末年。《诗经•大雅•灵台》记载“王在灵沼,於物鱼跃”,这是关于池塘养鱼的最早记录。下列有关池塘渔业养殖的说法,错误的是( )
A.捕捞时控制网眼大小有利于捕捞后鱼种群数量的快速恢复
B.调查某种鱼的环境容纳量可用于确定捕捞的最佳时间点
C.投放饵料能提高能量传递效率以提高池塘中鱼类的产量
D.鱼类养殖时应尽量将生态位不同的鱼置于池塘中混合养殖
分析:种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例,包括增长型、衰退型和稳定型。
K值:环境容纳量,在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量。
解答:A、渔业捕捞时,控制网眼的大小能控制捕捞后鱼种群的年龄结构为增长型,从而有利于捕捞后鱼种群数量的快速恢复,A正确;
B、环境容纳量是指在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量,调查某种鱼的环境容纳量,可用于确定捕捞的最佳时间点,以获得最大收益,B正确;
C、投放饵料不能提高生态系统的能量传递效率,C错误;
D、鱼类养殖时应尽量将具有垂直分层结构的鱼置于池塘中混合养殖,以降低鱼之间的竞争,使资源得到最充分的利用,D正确。
故选:C。
点评:本题主要考查种群数量的变化曲线及应用,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
【解题思路点拨】
K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值,实际可容纳的种群数量可能更大,但不能持久,种群数量在K值附近波动。
30.土壤中动物类群丰富度的研究
【知识点的认识】
一、实验前的准备
1、实验目的
使每位小组成员通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度,能从种群的组成上描述群落的实验目的使小组成员通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤小动物的结构特征,并从中可以感受到采样地点真实的环境情况,并使小组成员建立,群落与环境之间相互联系的观念.
2、实验原理:
土壤是无数小动物的家园,常见的小动物有蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆、蚯蚓以及多种多样得昆虫等.大多数土壤动物身体微小,不适于用“样方法”或“标志重捕法”进行调查,在这类研究时,常采用取样器取样的方法,即用一定规格的捕捉器(如采集罐、吸虫器等)进行取样,通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度.
3、实验方法:
实验采用取样器取样的方法进行研究,在丰富度统计时采用有两种统计法:记名计算法、目测估计法.
实验材料和用具:自制取样器、铲子、塑料袋、诱虫器或吸虫器(装有酒精的试管、漏斗、漏底花盆,底铺金属网、灯)、标签、瓷盘、解剖针、放大镜、镊子(包着纱布或棉花的镊子)、试管、70%酒精、显微镜、解剖镜(实体镜)、载(盖)玻片、土壤动物分类图谱(或实习手册)等.
4、需了解的实验中的关键概念与知识:
(1)取样器取样:即用一定规格的捕捉器(如采集罐、吸虫器等)进行取样,通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度.
(2)丰富度统计方法:
①记名计算法.
②目测估计法.
记名计算法:指在一定面积样地中,直接数出各种群个体数(用于个体较大,种群数量有限得群落;
目测估计法:按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少.等级划分和表示方法:非常多、多、较多、较少、少、很少等.
(3)土壤:土壤是岩石圈表面的疏松表层,是陆生植物生活的基质和陆生动物生活的基底.土壤不仅为植物提供必需的营养和水分,而且也是土壤动物赖以生存的栖息场所.土壤的形成从开始就与生物的活动密不可分,所以土壤中总是含有多种多样的生物,如细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物、扁形动物、轮形动物、线形动物、环节动物、软体动物和各种节肢动物等.土壤无论对植物来说还是对土壤动物来说都是重要的生态因子.越靠近土
壤表层,动物的种类越丰富.土壤动物是最重要的土壤消费者和分解者.可见,土壤是生物和非生物环境的一个极为复杂的复合体,土壤的概念总是包括生活在土壤里的大量生物.生物的活动促进了土壤的形成,而众多类型的生物又生活在土壤之中.
【命题方向】
某同学欲在已经弃耕一年的菜地中开展土壤小动物丰富度调查,下列有关说法正确的是( )
A.对土壤中活动能力强的小动物应用标记重捕法调查
B.随着土层的加深,生物类群会逐渐减少
C.人类活动不会影响土壤小动物的分布及数量
D.取样深度不同,土壤中的生物种类也不同,这体现了群落的水平结构
分析:1、许多土壤动物有较强的活动能力,而且身体微小,因此不适于用样方法进行调查。在进行这类研究时,常用取样器取样的方法进行采集、调查,常用的统计物种相对数量的方法有两种:一是记名计算法;二是目测估计法。
2、群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。在垂直方向上,大多数群落都具有明显的分层现象;植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件,因此,动物也有分层现象。在水平方向上,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差别,它们常呈镶嵌分布。
解答:A、对土壤中活动能力强的小动物应用取样器取样法调查丰富度,A错误;
B、随着土层的加深,小动物的生存环境恶化,生物类群会逐渐减少,B正确;
C、人类活动会影响土壤小动物的分布及数量,C错误;
D、取样深度不同,土壤中的生物种类也不同,这是垂直方向上的结构,体现了群落的垂直结构,D错误。
故选:B。
点评:本题考查估算种群密度的方法、土壤中动物类群丰富度的研究,要求考生识记估算种群密度的方法及适用范围;识记调查土壤动物类群丰富度的方法,能结合所学的知识准确判断各选项。
【解题思路点拨】
许多土壤动物有较强的活动能力,而且身体微小,因此不适于用样方法进行调查。在进行这类研究时,常用取样器取样的方法进行采集、调查,常用的统计物种相对数量的方法有两种:一是记名计算法;二是目测估计法。
31.生态系统的组成成分
【知识点的认识】
生态系统的组成成分有:
非生物的物质和能量:阳光、热能、水、空气、无机盐等。
生产者:自养型生物,主要是绿色植物,还包括化能合成作用的生物。
消费者:大多数动物,包括植食、肉食动物,杂食和寄生生物等。
分解者:腐生生物,包括腐生的细菌、真菌、动物等。
【命题方向】
如图表示某自然生态系统的部分碳循环过程,甲、乙、丙、丁分别表示生态系统的组成成分,据图判断下列叙述错误的是( )
A.甲是生产者,不全是植物
B.丙在碳循环中的作用不可缺少
C.甲、乙、丙、丁间的碳以有机物的形式流动
D.图中应添加从“大气CO2”到“丁”的箭头
分析:题图分析:图示为生态系统中碳循环示意图。分解者除了一个箭头指向无机环境外,其他箭头都指进来,因此丙为分解者;甲和乙为消费者,丁为生产者,图中缺乏大气中二氧化碳指向生产者丁的箭头。
解答:A、图中丁代表生产者,不全是植物,也可代表硝化细菌等的化能合成作用的自养型生物,A错误;
B、丙作为分解者在生态系统中不可缺少,若缺少分解者,则生态系统的尸体将要堆积如山,物质循环将不能正常进行,B正确;
C、图中甲、乙、丙、丁分别代表初级消费者、次级消费者、分解者、生产者,它们构成该生态系统的生物群落,碳元素在这些它们之间的流动是以含碳有机物的形式流动的,C正确;
D、图中缺少的生理过程是从“大气CO2”到“丁”的箭头,表示光合作用或化能合成作用,D正确。
故选:A。
点评:本题结合图解,考查生态系统的功能,要求考生识记生态系统的组成成分,掌握各组成成分之间的关系,能正确分析题图;识记生态系统中碳循环的具体过程,能结合所学的知识准确答题。
【解题思路点拨】
1、相互关系
2、地位分析
在生态系统中,非生物的物质和能量是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源,生产者、消费者和分解者的划分是依据各自的代谢类型和在生态系统中的功能特征来决定的。即:根据某种生物在该生态系统中 的功能特性分为三大类群:
①生产者从新陈代谢的同化作用方面看属于自养型,是生态系统的主要 成分,是生态系统中唯一能够把非生物物质和能量转变成生物体内的物质和能量的生物。绝 大多数进行光 合作用,少数进行化能合成作用(如:硝化细菌、铁细菌、硫细菌)。
②消费者从新陈代谢的同化作用方面看属于异养型,虽然存在着不同的级别,但是生态系统的非必要成分。主要指各种 动物。不过有些寄生细菌,它们从活的生物体内吸取有机物,在生态系统中也扮演着“小型消费者”的角色,故寄生细菌属于消费者。
③分解者从新陈代谢的同化作用方面看属于异养型,是生态系统的主要成分。主要包括应腐生生活的细菌和真菌,也包括一些腐食性动物(如:蚯蚓、蝇、蜣螂等),它们都能分解残枝败叶、尸体、粪便等有机物,故腐食性动物属于分解者。
总之,生态系统中的四种组成成分的相互关系是:非生物的物质和能量的作用是为各种生物提供物质和能量;生产者的作用是转化物质和能量;消费者的作用是推动物质和能量在群落中的流动;分解者的作用是把物质和能量归还到无机自然界。
32.生态系统稳定性的概念和类型
【知识点的认识】
(1)生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力,叫做生态系统的稳定性。包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。
(2)生态系统具有稳定性的原因是生态系统具有自我调节能力。生态系统具有自我调节能力的基础是负反馈调节。
(3)抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰使自身的结构与功能保持原状的能力(不受损害)
(4)恢复力稳定性:生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力(遭到破坏,恢复原状)。
(5)一般来说,生态系统的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高,恢复力稳定性越低。抵抗力稳定性和恢复力稳定性在不同的生态系统中能力的大小是不同的,而且两者一般是相反的关系,但在自然气候恶劣的条件下,两者往往都比较弱,如北极苔原生态系统。
【命题方向】
我们经常在媒体上看到“生态平衡”的概念,下列关于生态平衡和生态系统稳定性的叙述,不正确的是( )
A.生态平衡是生态系统发展到一定阶段,生态系统保持其结构与功能相对稳定的状态
B.生态系统的稳定性是生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力
C.生态平衡并不是指生态系统的一成不变,而是一种动态平衡
D.生态平衡与生态系统的稳定性没有关系
分析:1、生态系统的稳定性是指生态系统都具有一定的自我调节能力,包括抵抗力的稳定性和恢复力的稳定性两个方面。
2、生态平衡是指生态系统中各种生物的数量和比例总是维持在相对稳定的状态。
解答:A、生态平衡是生态系统发展到一定阶段,生态系统保持其结构与功能相对稳定的状态,A正确;
B、生态系统的稳定性是生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力,B正确;
C、生态平衡是一个动态的平衡,生物的种类数量不是绝对不变,而是相对、持续的稳定,C正确;
D、生态系统的自动调节能力是有一定限度的,这与生物的种类和数量有关,生物的数量和种类越多,调节能力越强,因此生态平衡与生态系统的稳定性有关,D错误。
故选:D。
点评:本题考查生态平衡和生态系统稳定性的相关知识,要求考生识记生态平衡和生态系统稳定性的含义,掌握影响生态系统稳定性的因素,能结合所学的知识准确答题。
【解题思路点拨】
掌握生态系统稳定性的概念和类型的相关知识是解题的关键。
33.生物多样性丧失的原因及保护措施
【知识点的认识】
保护生物多样性的关键是要处理好人与自然的相互关系。当前主要是降低破坏地球生态环境的速度,这包括控制人口增长、合理利用自然资源以及废物的重复利用。保护生物多样性还要加强立法、执法、宣传教育,使每个人都能树立保护生物多样性的意识,自觉形成保护生物多样性的行为和习惯。
【命题方向】
下列关于生物多样性丧失及保护措施的叙述,错误的是( )
A.人类对野生动植物的过度采伐,滥捕乱猎是生物多样性丧失的原因之一
B.人类活动使某些物种的栖息地丧失和碎片化,导致其种群难以维持
C.就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区及国家公园等
D.易地保护是对生物多样性最有效的保护,可为行将灭绝的物种提供最后的生存机会
分析:1、关于生物多样性的价值,科学家一般概括为以下三方面:一是目前人类尚不清楚的潜在价值;二是对生态系统起到重要调节功能的间接价值(也叫做生态功能,如森林和草地对水土的保持作用,湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用);三是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的直接价值。需要指出的是,直到近几十年来,人类才认识到生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。
2、保护生物多样性的措施:我国生物多样性的保护,可以概括为就地保护和易地保护两大类。就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及风景名胜区等,这是对生物多样性最有效的保护。易地保护是指把保护对象从原地迁出,在异地进行专门保护。例如建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心等,这是为行将灭绝的物种提供最后的生存机会。一旦人工繁育成功,就可以将这些野生生物回放野外。此外,建立精子库、种子库等,利用生物技术对濒危物种的基因进行保护,等等,也是对濒危物种保护的重要措施。近些年来,我国科学家还利用人工授精、组织培养和胚胎移植等生物技术加强对珍稀、濒危物种的保护,取得了可喜的成绩。
解答:A、人类活动会造成生物栖息环境被破坏、资源减少、生态系统被破坏等,甚至直接导致物种灭亡,是造成生物多样性丧失的主要原因,A正确;
B、人类活动对野生物种生存环境的破坏,主要表现为某些物种的栖息地丧失和碎片化,B正确;
C、就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及风景名胜区等,C正确;
D、就地保护是对生物多样性最有效的保护,D错误。
故选:D。
点评:本题考查生物多样性的概念、价值和保护措施等相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
【解题思路点拨】
掌握生物多样性丧失的原因及保护措施的相关知识是解题的关键。
34.生态工程所遵循的基本原理
【知识点的认识】
生态工程所遵循的基础和基本原理有:
生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
【命题方向】
“绿水青山就是金山银山”。我们要运用生态工程对生态环境进行修复和重建,共建文明美好的家园。下列关于生态工程的说法错误的是( )
A.生态工程应用了生态学和系统学等学科的基本原理和方法
B.“无废弃物农业”生态工程遵循的基本原理主要是物质循环再生原理
C.与传统工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系
D.“三北防护林”工程建设要考虑树种的多样性,体现了整体性原理
分析:1、生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,通过系统设计、调控和技术组装,对已被破坏的生态环境进行修复、重建,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力,从而促进人类社会和自然环境的和谐发展;
2、生态工程建设的目的是遵循物质循环规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益同步发展。
3、生态工程依据的生态学原理:
(1)物质循环再生原理:物质能在生态系统中循环往复,分层分级利用;
(2)物种多样性原理:物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性;
(3)协调与平衡原理:生态系统的生物数量不能超过环境承载力(环境容纳量)的限度;
(4)整体性原理:生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响;
(5)系统学和工程学原理:系统的结构决定功能原理:要通过改善和优化系统结构改善功能;系统整体性原理:系统各组分间要有适当的比例关系,使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成,并实现总体功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2”。
解答:A、生态工程可应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,对人工生态系统进行分析、设计和调控,或对已破坏的生态环境进行修复重建,A正确;
B、“无废弃物农业”实现了系统中的物质迁移和转化,主要体现了循环原理,B正确;
C、与传统工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系,C正确;
D、生态工程的整体原理要求生态系统的各组分要有适当的比例,进行生态工程建设时,要综合考虑自然、经济和社会等多方面的因素,“三北防护林”工程建设中考虑树种的多样性是对物种多样性原理的应用,D错误。
故选:D。
点评:本题考查生态工程的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
【解题思路点拨】
掌握生态工程所遵循的基本原理的相关知识是解题的关键。
35.生态工程的实例和发展前景
【知识点的认识】
(1)遵循自生的原理,生态工程设计时需要有效选择生物组分并合理布设。一般而言,应尽量提高生物多样性的程度,利用种群之间互利共存关系,构建复合的群落。另外还需要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成互利共存关系的条件。
(2)遵循整体原理,生态工程首先要遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的;更要考虑经济和社会系统的影响力。
【命题方向】
生态工程的建设需遵循生态学规律。下列生态学原理与生态工程实例不能对应的是( )
A.协调——控制好牧区内牛、羊的数量,避免超过牧场的承载能力
B.整体——退耕还林涉及到生态效益和经济效益时,优先考虑生态效益
C.循环——生态农业前一环节产生的废物被后一环节利用,减少“废物”的产生
D.自生——优先选择净化能力强的具有互利共存关系的多种水生植物进行湿地修复
分析:生态工程依据的生态学原理:
(1)循环原理:物质能在生态系统中循环往复,分层分级利用;
(2)自生原理:物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性;
(3)协调原理:生态系统的生物数量不能超过环境承载力(环境容纳量)的限度;
(4)整体原理:生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响。
解答:A、控制好牧区内牛、羊的数量,避免超过牧场的承载能力,这依据的是协调原理,A正确;
B、退耕还林涉及到生态效益和经济效益时,优先考虑生态效益,这依据的是整体原理,B正确;
C、生态农业前一环节产生的废物被后一环节利用,减少“废物”的产生,这依据的是循环原理,C正确;
D、优先选择净化能力强的具有互利共存关系的多种水生植物进行湿地修复,这依据的是协调原理,D错误。
故选:D。
点评:本题考查生态工程的基本原理,要求考生识记生态工程的基本原理,能根据所学知识准确判断各选项。
【解题思路点拨】
掌握生态工程的实例和发展前景的相关知识是解题的关键。
36.无菌技术 常用的消毒和灭菌方法
【知识点的认识】
1、微生物培养过程中要进行无菌操作,关键就在于防止外来杂菌的入侵。
2、实验室常用的灭菌方法:
(1)灼烧灭菌:将微生物的接种工具,如接种环、接种针或其他金属工具,直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,可以迅速彻底地灭菌,此外,在接种过程中,试管口或瓶口等容易被污染的部位,也可以通过火焰燃烧来灭菌。
(2)干热灭菌:能耐高温的,需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等,可以采用这种方法灭菌。
(3)高压蒸汽灭菌:将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内,为达到良好的灭菌效果,一般在压力为100kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30min。
【命题方向】
无菌技术是微生物培养中的关键技术之一,内容主要包括消毒和灭菌。下列关于无菌技术的叙述,错误的是( )
A.生物消毒法可以杀死物体内部包括芽孢和孢子在内的所有微生物
B.常用的消毒方法主要包括煮沸消毒、化学药物消毒、紫外线消毒等
C.常用的灭菌方法主要包括干热灭菌、湿热灭菌、灼烧灭菌等
D.为避免周围环境中微生物的污染,消毒灭菌后的操作应在超净工作台进行
分析:1、微生物培养过程中要进行无菌操作,关键就在于防止外来杂菌的入侵。
2、实验室常用的灭菌方法:
(1)灼烧灭菌:将微生物的接种工具,如接种环、接种针或其他金属工具,直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,可以迅速彻底地灭菌,此外,在接种过程中,试管口或瓶口等容易被污染的部位,也可以通过火焰燃烧来灭菌。
(2)干热灭菌:能耐高温的,需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等,可以采用这种方法灭菌。
(3)高压蒸汽灭菌:将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内,为达到良好的灭菌效果,一般在压力为100kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30min。
解答:A、杀死物体内部包括芽孢和孢子在内的所有微生物属于灭菌,消毒只能杀死物体表面或内部的部分微生物,不包括芽孢和孢子,A错误;
B、常用的消毒方法主要包括煮沸消毒、化学药物(酒精等)消毒、紫外线消毒、巴氏消毒法等,B正确;
C、常用的灭菌方法主要包括干热灭菌、湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)、灼烧灭菌等,C正确;
D、为避免周围环境中微生物的污染,消毒灭菌后的操作应在超净工作台进行,超净工作台使用前可以用紫外线照射30min,以杀死物体表面或空气中的微生物,D正确。
故选:A。
点评:本题考查消毒灭菌的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
【解题思路点拨】
掌握无菌技术、常用的消毒和灭菌方法的相关知识是解题的关键。
37.微生物的纯培养
【知识点的认识】
(1)由单一个体繁殖所获得的微生物群体,称为纯培养物,获得纯培养物的过程就是纯培养。微生物的纯培养步骤有配置培养基、灭菌、接种、分离、培养等。
(2)微生物常见的接种的方法:
A、平板划线法:把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞用接种环在平板培养基,通过分区划线稀释而得到较多独立分布的单个细胞,经培养后生长繁殖成单菌落,通常把这种单菌落当作待分离微生物的纯种。
B、稀释涂布平板法:将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落。
【命题方向】
下列有关微生物的纯培养、分离及计数的叙述,正确的是( )
A.培养基配方中都含有碳源、氮源、水、无机盐及琼脂等成分
B.用纤维素为唯一氮源的培养基可以选择分离出尿素分解菌
C.用稀释涂布平板法统计的样品活菌数目往往与实际数目多
D.平板划线法通过连续划线将聚集的菌种分散,但不宜用于计数
分析:微生物常见的接种的方法:
(1)平板划线法:把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞用接种环在平板培养基,通过分区划线稀释而得到较多独立分布的单个细胞,经培养后生长繁殖成单菌落,通常把这种单菌落当作待分离微生物的纯种。
(2)稀释涂布平板法:将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落。
解答:A、培养基配方中一般都含有碳源、氮源、水、无机盐等成分,琼脂是制作固体培养基所需要的凝固剂,A错误;
B、用纤维素为唯一碳源的培养基可以选择分离出纤维素分解菌,用尿素为唯一氮源的培养基可以选择分离出尿素分解菌,B错误;
C、利用稀释涂布平板法计数时,当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的是一个菌落,所以统计结果比活菌实际数目低,C错误;
D、平板划线法通过连续划线将聚集的菌种分散,但平板划线法不能对微生物进行计数,D正确。
故选:D。
点评:本题主要考查的是培养基的配制、微生物的纯培养以及微生物的数量测定的相关知识,意在考查学生对基础知识的理解掌握,难度适中。
【解题思路点拨】
掌握微生物的纯培养的相关知识是解题的关键。
38.发酵工程在食品、医药、农牧业等工业上的应用
【知识点的认识】
发酵工程的应用:
在食品工业的应用:生产传统的发酵产品,生产各种各样的食品添加剂,生产酶制剂等。
在医药工业的应用:如生产抗生素、氨基酸、激素、免疫调节剂等。
在农牧业上的应用:生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料等。
【命题方向】
由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等,在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用,下列有关发酵工程在食品工业上应用的描述,错误的是( )
A.酱油是以大豆为主要原料,利用霉菌制作而成的
B.啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,其中,酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成,大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
C.味精是谷氨酸棒状杆菌发酵产生的谷氨酸经过一系列处理而获得的
D.由于酶制剂催化效率高、专一性强、作用条件温和,因此在使用时要考虑酶制剂的使用量、底物的种类以及适宜的温度和pH
分析:大麦常用于酿酒,而制作酱油常用大豆。谷氨酸棒状杆菌为需氧菌。酶的催化受温度、pH等条件的影响。
解答:A、酱油是以大豆为主要原料,利用产生蛋白酶的霉菌(如黑曲霉),将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,然后经淋洗、调制而成的,A正确;
B、啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,但酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成,主发酵结束后在低温、密闭环境下储存一段时间属于后发酵,B错误;
C、谷氨酸棒状杆菌在有氧条件下发酵产生谷氨酸,谷氨酸经过一系列处理而获得味精,C正确;
D、由于酶制剂催化效率高、专一性强、作用条件温和,因此在使用时要考虑酶制剂的使用量、底物的种类以及适宜的温度和pH,D正确。
故选:B。
点评:本题主要考查发酵工程的相关知识,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
【解题思路点拨】
掌握发酵工程在食品、医药、农牧业等工业上的应用是解题的关键。
39.动物细胞培养的条件与过程
【知识点的认识】
动物细胞培养条件:
(1)无菌无毒环境:无菌﹣﹣对培养液和所有培养用具进行无菌处理;在细胞培养液中添加一定量的抗生素。;无毒﹣﹣定期更换培养液,防止细胞代谢产物积累对自身造成危害。
(2)营养:
成分:所需营养物质与体内基本相同,例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然成分。
培养基类型:合成培养基(将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基)
(3)温度和pH值:哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜,多数细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。
(4)气体环境:通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。O2:是细胞代谢所必需的 CO2主要作用是维持培养液的
pH。
【命题方向】
下列有关动物细胞培养条件的叙述中,错误的是( )
A.为保证培养的动物细胞处于无菌、无毒的环境,需加入一定的维生素
B.动物细胞培养应在含5% C02的恒温箱中培养,C02的作用维持培养液的PH
C.培养液中需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等
D.细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温接近
分析:动物细胞培养条件:
(1)无菌无毒环境:无菌﹣﹣对培养液和所有培养用具进行无菌处理;在细胞培养液中添加一定量的抗生素。;无毒﹣﹣定期更换培养液,防止细胞代谢产物积累对自身造成危害。
(2)营养:
成分:所需营养物质与体内基本相同,例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然成分。
培养基类型:合成培养基(将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基)
(3)温度和pH值:哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜,多数细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。
(4)气体环境:通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。O2:是细胞代谢所必需的,CO2主要作用是维持培养液的pH。
解答:A、动物细胞培养也需要无菌、无毒的环境,需加入一定的抗生素,A错误;
B、动物细胞培养需要一定的气体环境,95%空气和5%的CO2,5%的CO2能调培养液pH,B正确;
C、用于动物细胞培养的合成培养基需加入糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质,C正确;
D、动物细胞培养需要适宜的温度和pH,其中温度要与动物体温相近,D正确。
故选:A。
点评:本题考查动物细胞培养的相关知识,意在考查学生的识记和理解能力,难度不大。
【解题思路点拨】
掌握动物细胞培养的条件与过程的相关知识是解题的关键。
40.基因工程的操作过程综合
【知识点的认识】
基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品.基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术.
(一)基因工程的基本工具
1、“分子手术刀”﹣﹣限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的.
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性.
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端.
2、“分子缝合针”﹣﹣DNA连接酶
(1)两种DNA连接酶(E•cliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较:
①相同点:都缝合磷酸二酯键.
②区别:E•cliDNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体,可用于连接粘性末端和平末端,但连接效率较低.
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键.DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键.
3、“分子运输车”﹣﹣载体
(1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存.
②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入.
③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择.
(2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子.
(3)其它载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒
(二)基因工程的基本操作程序
第一步:目的基因的获取
1、目的基因是指:编码蛋白质的结构基因.
2、原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成.人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法.
3、PCR技术扩增目的基因
(1)原理:DNA双链复制
(2)过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成.
第二步:基因表达载体的构建
1、目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用.
2、组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因
(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质.
(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端.
(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.常用的标记基因是抗生素抗性基因.
第三步:将目的基因导入受体细胞
1、转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程.
2、常用的转化方法:
将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是 农杆菌转化法,其次还有基因枪法和 花粉管通道法等.
将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是 显微注射技术.此方法的受体细胞多是受精卵.
将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,最常用的原核细胞是 大肠杆菌,其转化方法是:先用 Ca2+处理细胞,使其成为 感受态细胞,再将 重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程.
3、重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达.
第四步:目的基因的检测和表达
1、首先要检测 转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子杂交技术.
2、其次还要检测 目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交.
3、最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取 蛋白质,用相应的 抗体进行抗原﹣抗体杂交.
4、有时还需进行 个体生物学水平的鉴定.如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状.
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淹水时间/h
净光合速率
/(μml•m⁻2•s⁻1)
胞间CO2浓度
/(μml•ml⁻1)
气孔导度
/(ml•m⁻2•s⁻1)
叶绿素含量
/(mg•g⁻1)
0
8
230
0.09
1.15
24
5
130
0.025
1.12
48
4.3
170
0.025
0.85
物质出
入细胞
的方式
被动运输
主动运输
自由扩散
协助扩散
运输方向
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
是否需要载体
不需要
需要
需要
是否消耗能量
不消耗
不消耗
消耗
功能分类
化学本质
功 能
储藏脂类
脂 肪
储藏能量,缓冲压力,减少摩擦,保温作用
结构脂类
磷 脂
是细胞膜、细胞器膜和细胞核膜的重要成分
调节脂类
固醇
胆固醇
构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输
性激素
促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成
维生素D
有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
化合物
分 类
元素组成
主要生理功能
糖类
单糖
二糖
多糖
C、H、O
①供能(淀粉、糖原、葡萄糖等)
②组成核酸(核糖、脱氧核糖)
③细胞识别(糖蛋白)
④组成细胞壁(纤维素)
脂质
脂肪
磷脂(类脂)
固醇
C、H、O
C、H、O、N、P
C、H、O
①供能(贮备能源)
②组成生物膜
③调节生殖和代谢(性激素、Vit.D)
④保护和保温
蛋白质
单纯蛋白(如胰岛素)
结合蛋白(如糖蛋白)
C、H、O、N、S
(Fe、Cu、P、M…)
①组成细胞和生物体
②调节代谢(激素)
③催化化学反应(酶)
④运输、免疫、识别等
核酸
DNA
RNA
C、H、O、N、P
①贮存和传递遗传信息
②控制生物性状
③催化化学反应(RNA类酶)
物质出
入细胞
的方式
被动运输
主动运输
自由扩散
协助扩散
运输方向
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
是否需要载体
不需要
需要
需要
是否消耗能量
不消耗
不消耗
消耗
图例
举例
O2、CO2、H2O、甘
油、乙醇、苯等出入细胞
红细胞吸收葡萄糖
小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
表示曲线
(一定浓度
范围内)
运输
方式
运输方向
运输特点
实 例
胞吞
细胞外→细胞内
需要能量,不需要载体蛋白
白细胞吞噬病菌
变形虫吞噬食物颗粒
胞吐
细胞内→细胞外
胰腺细胞分泌胰岛素
选项
管腔中氨基酸→上皮细胞
管腔中Na+→上皮细胞
上皮细胞中氨基酸→组织液
A
主动运输
被动运输
主动运输
B
被动运输
被动运输
被动运输
C
被动运输
主动运输
被动运输
D
主动运输
被动运输
被动运输
阶段
场所
反应物
产物
物质变化
产能情况
第一阶段
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸、[H]
C6H12O6→酶2丙酮酸+4[H]+能量
少量能量
第二阶段
线粒体基质
丙酮酸、H2O
CO2、[H]
2丙酮酸+6H2O→酶6CO2+20[H]+能量
少量能量
第三阶段
线粒体内膜
[H]、O2
H2O
24[H]+6O2→酶12H2O+能量
大量能量
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
区别
进行部位
第一步在细胞质中,
然后在线粒体
始终在细胞质中
是否需O2
需氧
不需氧
最终产物
CO2+H2O
不彻底氧化物酒精、CO2或乳酸
可利用能
1255kJ
61.08KJ
联系
将C6H12O6分解成丙酮酸这一阶段相同,都在细胞质中进行
温度(℃)
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2(mg/h)
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗中释放CO2(mg/h)
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
C3植物
C4植物
光反应
叶肉细胞的叶绿体基粒
叶肉细胞的叶绿体基粒
暗反应
叶肉细胞的叶绿体基质
维管束鞘细胞的叶绿体基质
CO2固定
仅有C3途径
C4途径﹣→C3途径
方法
原 理
条件和过程
现象和指标
结 论
生理学方法
在强光照、干旱、高温、低CO2时,C4植物能进行光合作用,C3植物不能.
密闭、强光照、干旱、高温
生长状况:
正常生长
或
枯萎死亡
正常生长:C4植物
枯萎死亡:C3植物
形态学方法
维管束鞘的结构差异
过叶脉横切,装片
①是否有两圈花细胞围成环状结构
②鞘细胞是否含叶绿体
是:C4植物
否:C3植物
化学方法
①合成淀粉的场所不同
②酒精溶解叶绿素
③淀粉遇面碘变蓝
叶片脱绿→加碘→过叶脉横切→制片→观察
出现蓝色:
①蓝色出现在维管束鞘细胞
②蓝色出现在叶肉细胞
出现①现象时:
C4植物
出现②现象时:
C3植物
C4植物比
植物光合作用强的原因
C3植物
C4植物
结构原因:
维管束鞘细胞的结构
以育不良,无花环型结构,无叶绿体.
光合作用在叶肉细胞进行,淀粉积累,影响光合效率.
发育良好,花环型,叶绿体大.
暗反应在此进行.有利于产物运输,光合效率高.
生理原因:
PEP羧化酶
磷酸核酮糖羧化酶
只有磷酸核酮糖羧化酶.
磷酸核酮糖羧化酶与CO2亲和力弱,不能利用低CO2.
两种酶均有.
PEP羧化酶与CO2亲和力大,利用低CO2能力强.
比较项目
DNA
RNA
基本组成单位
脱氧(核糖)核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖
脱氧核糖
核糖
含氮碱基
A、G、C、T
A、G、C、U
空间结构
规则的双链结构
通常呈单链
分布
主要存在于细胞核中
主要存在于细胞质中
分类
﹣﹣
mRNA、tRNA、rRNA
功能
主要的遗传物质
1)作为部分病毒的遗传物质
2)作为翻译的模板和搬运工
3)参与核糖体的合成
4)少数RNA有催化作用
联系
RNA由DNA转录产生,DNA是遗传信息的储存者,RNA是遗传信息的携带者,RNA的遗传信息来自于DNA
种类
作用
信使RNA
mRNA
蛋白质合成的直接模板
转运RNA
tRNA
运载氨基酸
核糖体RNA
rRNA
核糖体的组成成分
项目比较
遗传信息
遗传密码(密码子)
反密码子
概念
基因中脱氧核苷酸的排列顺序(RNA病毒除外)
mRNA中核糖核苷酸的排列顺序,其中决定一个氨基酸的三个相邻碱基是一个密码子
tRNA一端与密码子对应的三个相邻碱基
位置
在DNA上(RNA病毒除外)
在mRNA上
在tRNA上
作用
决定蛋白质中氨基酸序列的间接模板
决定蛋白质中氨基酸序列的直接模板
识别mRNA上的密码子,运载氨基酸
复制
转录
翻译
时间
有丝分裂间期和减数第一次分裂间期
生长发育的连续过程中
场所
主要在细胞核,少部分在线粒体和叶绿体
主要在细胞核,少部分在线粒体和叶绿体
核糖体
原料
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
二十种氨基酸
模板
DNA的两条链
DNA中的一条链
mRNA
条件
解旋酶、DNA聚合酶ATP
RNA聚合酶ATP
酶、ATP、tRNA
过程
DNA解旋,以两条链为模板,按碱基互补配对原则,合成两条子链,子链与对应母链螺旋化
DNA解旋,以其中一条链为模板,按碱基互补配对原则,形成mRNA单链,进入细胞质与核糖体结合
以mRNA为模板,合成有一定氨基酸序列的多肽链
模板去向
分别进入两个子代DNA分子中
恢复原样,与非模板链重新组成双螺旋结构
分解成单个核苷酸
特点
边解旋边复制,半保留复制
边解旋边转录,DNA双链全保留
①核糖体沿着mRNA移动
②一个mRNA结合多个核糖体,顺次合成多条多肽链,提高合成蛋白质的速度
③翻译结束后,mRNA分解成单个核苷酸
产物
两个双链DNA分子
一条单链mRNA
多肽
产物去向
传递到2个子细胞
离开细胞核进入细胞质
组成细胞结构蛋白质或功能蛋白质
意义
复制遗传信息,使遗传信息从亲代传给子代
表达遗传信息,使生物体表现出各种遗传性状
配对方式
A﹣(T) T﹣(A)
G﹣(C) C﹣(G)
A﹣(U) T﹣(A)
G﹣(C) C﹣(G)
A﹣(U) U﹣(A)
G﹣(C) C﹣(G)
注意
(1)对细胞结构生物而言,DNA复制发生于细胞分裂过程中,而转录和翻译则发生 于细胞分裂、分化以及生长等过程。 (2)DNA中含有T而无U,而RNA中含有U而无T,因此可通过放射性同位素标记T或U,研究DNA复制或转录过程。
(3)在翻译过程中,一条mRNA上可同时结合多个核糖体,可同时合成多条多肽链,但不能缩短每条肽链的合成时间。
比较项目
遗传信息
遗传密码子
反密码子
位置
DNA
mRNA
tRNA
含义
DNA上碱基对或脱氧 核苷酸的排列顺序
mRNA上决定一个氨基酸或提供 转录终止信号的3个相邻的碱基
tRNA上的可以与mRNA 上的密码子互补配对的 3个碱基
种类
4n种
(n为碱基对的数目)
64种,其中决定氨基酸的密码子
有61种(还有3个终止密码子,不对应氨基酸)
61种
作用
间接决定蛋白质中 氨基酸的排列顺序
直接控制蛋白质中氨基酸的排列 顺序
识别密码子
相关特性
具有多样性和特异性
①一种密码子只能决定一种氨基酸,而一种氨基酸可能由一种或几种密码子决定(密码子的简并性);
②密码子在生物界是通用的,说明
所有生物可能有共同的起源或 生命在本质上是统一的。
一种tRNA只能识别和转 运一种氨基酸,而一种 氨基酸可以由一种或几 种tRNA转运
联系
(1)遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,通过转录,使遗传信息传递到 mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。
(2)mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反密码子则起到 翻译的作用。
实验序号
重复的mRNA序列
生成的多肽中含有的氨基酸种类
实验一
(UUC)n,即UUCUUC…
丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸
实验二
(UUAC)n,即UUACUUAC…
亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸
项 目
基因突变
基因重组
染色体变异
适用范围
生物
种类
所有生物(包括病毒)均可发生,具有普遍性
自然状态下,只发生在真核生物的有性生殖过程中,细胞核遗传
真核生物细胞增殖过程均可发生
生殖
无性生殖、有性生殖
有性生殖
无性生殖、有性生殖
类 型
可分为自然突变和诱发突变,
也可分为显性突变和隐性突变
自由组合型、
交叉互换型
染色体结构的改变、
染色体数目的变化
发生时间
有丝分裂间期和减数Ⅰ间期
减数Ⅰ前期和减数Ⅰ后期
细胞分裂期
产生结果
产生新的基因(产生了它的等位基因)、新的基因型、新的性状.
产生新的基因型,但不可以产生新的基因和新的性状.
不产生新的基因,但会引起基因数目或顺序变化.
镜 检
光镜下均无法检出,可根据是否有新性状或新性状组合确定
光镜下可检出
本 质
基因的分子结构发生改变,产生了新的基因,改变了基因的“质”,出现了新性状,但没有改变基因的“量”.
原有基因的重新组合,产生了新的基因型,使性状重新组合,但未改变基因的“质”和“量”.
染色体结构或数目发生改变,没有产生新的基因,基因的数量可发生改变
条 件
外界条件剧变和内部因素的相互作用
不同个体间的杂交,有性生殖过程中的减数分裂和受精作用
存在染色体的真核生物
特 点
普遍性、随机性、不定向性、低频率性、多害少利性
原有基因的重新组合
存在普遍性
意 义
新基因产生的途径,生物变异的根本来源,也是生物进化的原材料
是生物产生变异的来源之一,是生物进化的重要因素之一.
对生物的进化有一定的意义
发生可能性
可能性小,突变频率低
非常普遍,产生的变异类型多
可能性较小
应 用
诱变育种
杂交育种
单倍体育种、多倍体育种
生物多样性
产生新的基因,丰富了基因文库
产生配子种类多、组合方式多,受精卵多.
变异种类多
实例
果蝇的白眼、镰刀型细胞贫血症等
豌豆杂交等
无籽西瓜的培育等
联 系
①三者均属于可遗传的变异,都为生物的进化提供了原材料;②基因突变产生新的基因,为进化提供了最初的原材料,是生物变异的根本来源;基因突变为基因重组提供大量可供自由组合的新基因,基因突变是基因重组的基础;③基因重组的变异频率高,为进化提供了广泛的选择材料,是形成生物多样性的重要原因之一;④基因重组和基因突变均产生新的基因型,可能产生新的表现型.
诱变育种
杂交育种
多倍体育种
单倍体育种
原理
基因突变
基因重组
染色体变异
染色体变异
方法
用射线、激光、化学药品等处理生物
杂交、
连续自交
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
①花药(粉)离体培养;
②秋水仙素处理幼苗
优缺点
提高突变率,加速育种进程;盲目性及突变频率较低
方法简便,但要较长年限选择才可获得纯合子。
器官较大,营养物质含量高,但结实率低,成熟迟。
后代都是纯合子,明显缩短育种年限,但技术较复杂。
举例
高产青霉菌株的育成
矮秆抗病小麦
三倍体西瓜
抗病植株的育成
杂交育种
诱变育种
多倍体育种
单倍体育种
处理
杂交→自交→选优→自交
用射线、激光、
化学药物处理
用秋水仙素处理
萌发后的种子或幼苗
花药离体培养
原理
基因重组,
组合优良性状
人工诱发基因
突变
破坏纺锤体的形成,
使染色体数目加倍
诱导花粉直接发育,
再用秋水仙素
优
缺
点
方法简单,
可预见强,
但周期长
加速育种,改良性状,但有利个体不多,需大量处理
器官大,营养物质
含量高,但发育延迟,结实率低
缩短育种年限,
但方法复杂,
成活率较低
例子
水稻的育种
高产量青霉素菌株
无子西瓜
抗病植株的育成
♀AA
♀Aa
♀aa
♂AA
♂AA×♀AA
♂AA×♀Aa
♂AA×♀aa
♂Aa
♂Aa×♀AA
♂Aa×♀Aa
♂Aa×♀aa
♂aa
♂aa×♀AA
♂aa×♀Aa
♂aa×♀aa
♂配子
♀配子
1/3A
2/3a
1/3A
1/9AA 不存在
2/9Aa
2/3a
2/9Aa
4/9aa
♀配子
♂配子
1/4XB
3/4Xb
1/4XB
1/4Xb
3/16XbXb
1/2Y
3/8XbY
种群
物种
概念
生活在一定区域的同种生物的全部个体
能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物
范围
较小范围内的同种生物的个体
分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
判断标准
种群必须具备“三同”;即同一时间、同一地点、同一物种
主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代
联系
一个物种可以包括许多种群,同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离,长期发展下去可成为不同亚种,进而可能形成多个新种.
体液免疫
细胞免疫
作用对象
没有进入细胞的抗原
被抗原侵入的宿主细胞(靶细胞)
作用方式
浆细胞产生的抗体与相应的抗原发生特异性结合
①效应T细胞与靶细胞密切接触②效应T细胞释放淋巴因子,促进细胞免疫的作用
效应细胞
效应B细胞
效应T细胞
关系
若细胞免疫不存在,体液免疫也将丧失.另外,对外来病原体进行免疫的时候并不是单一的起作用,而是两者结合起来起作用,只不过在起作用的时候分主次关系罢了.
样方
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
种群密度
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
年龄期
个体数
甲
乙
丙
幼年期
600
400
200
成年期
400
400
400
老年期
200
400
600
样方
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
种群密度
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
相关试卷
这是一份2026年海南省海口市高考生物仿真试卷,共100页。试卷主要包含了选择题,非选择题,种群数量特征间的相互关系等内容,欢迎下载使用。
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